Mejora de las propiedades de tensión en WPC de LDPE: HIPS/fibra natural mediante reticulación con DCP

Improvement of Properties of Tension in WPC of LDPE: HIPS/ Natural Fiber Through Crosslinking With DCP

La fibra recta de Retamo (teline monspessulana) se mezcló en una matriz polimérica formada por polietileno de baja densidad (LDPE) y poliestireno de alto impacto (HIPS) en proporción 70:30 respectivamente. La fibra natural se sometió a reducción de tamaño entre 1700 y 850 μm; se realizó mercerización de tratamiento superficial; el contenido de humedad fue de 0,17%. El análisis termo gravimétrico (TGA) muestra que la fibra tratada tiene estabilidad a 200,53 °C. La preparación del compuesto se realizó en mezclador interno y la técnica de las probetas se obtuvo mediante moldeo por compresión. Se evaluó el efecto del agente reticulante: peróxido de dicumilo (DCP) en compuestos con diversos porcentajes de fibra: 0; 10; 25; 50 phr. 

La adición de DCP (1 phr) en los compuestos, mejoró significativamente las propiedades de tracción en comparación con concentraciones similares de fibra, sin embargo, esta diferencia en los valores de las propiedades disminuye progresivamente cuando la cantidad de fibra se aproxima a 50 phr. El aumento de la concentración de fibra afecta negativamente a las propiedades de tracción, excepto al módulo de elasticidad y a la resistencia a la fluencia. La causa principal está provocada por la baja adhesión interfacial fibra natural-matriz polimérica, claramente evidenciada en las imágenes SEM.

INTRODUCCIÓN

En las últimas décadas, las fibras naturales han sido consideradas como una alternativa de refuerzo en compuestos poliméricos. Estas presentan buenas propiedades mecánicas, son biodegradables, reciclables, de bajo costo y baja densidad. Sus principales desventajas en la elaboración y desempeño de compuestos poliméricos son: absorción de agua, formación de agregados, inestabilidad térmica, e incompatibilidad entre fibra (hidrofílica) y polímero (hidrofóbica). Las características, funcionalidades y eficiencias de procesamiento son determinadas por la composición química y morfológica, las cuales varían según la especie y las condiciones de cultivación. Las fibras naturales están compuestas principalmente por celulosa, hemicelulosa, pectina y lignina. Generalmente, las fibras contienen 60-80% de celulosa y 5-20% de lignina.

A pesar de que hay suficiente investigación publicada acerca del poder reforzante de la fibra natural en compuestos plásticos WPC (Wood Plastic Composite), no existe consenso acerca de las condiciones ideales que deben cumplir las fibras para que su efecto reforzante sea óptimo, debido a la cantidad de variables o características inherentes como especie vegetal, composición química, tamaño de partícula, morfología, tratamiento superficial y concentración en la mezcla.