Materiales compuestos a base de fibras de caña de azúcar y polímeros reciclados obtenidos por técnica de extrusión

Composite materials based on fibers from sugar cane and recycled polymers obtained by extrusion technique

Los compuestos se obtuvieron mediante extrusión en caliente de una mezcla de polímeros reciclados (HDPE y PS) y fibras de caña de azúcar. La técnica de extrusión dio lugar a materiales homogéneos con buenas propiedades mecánicas y el diseño factorial permitió analizar los factores que influyen en el proceso. Las muestras que contenían polietileno de alta densidad (HDPE), tanto con un 30% como con un 50% de fibras, demostraron ser significativamente más eficaces que las de poliestireno (PS) en cuanto a impermeabilidad en presencia de agua. 

Los compuestos obtenidos con HDPE presentaron resistencia a la flexión, con 45 MPa (50% de fibra) y 39MPa (30% de fibra) de esfuerzo máximo aplicado, estos valores son superiores a los presentados en los compuestos obtenidos con PS. Los compuestos de polímeros y madera (60% de serrín) proporcionan una resistencia a la flexión de unos 32 MPa y el MDF tiene una resistencia a la flexión de 36 MPa, estos resultados muestran que los compuestos obtenidos tienen una buena resistencia a la flexión.

INTRODUCCIÓN

A conciencia de la sociedad basada en el concepto de desarrollo sostenible exige la producción de materiales ecológicos de bajo costo y bajo consumo de energía. Se buscan productos capaces de satisfacer requisitos fundamentales como la conservación de recursos naturales no renovables y el mantenimiento de un ambiente saludable. Los materiales compuestos, producidos con fibras naturales, se destacan en este concepto.

Los compuestos son materiales formados por la combinación de dos o más materiales diferentes, produciendo propiedades únicas y sinérgicas, diferentes de las de sus componentes individuales. Por lo tanto, están constituidos por dos fases: la matriz y el refuerzo, y se desarrollan para optimizar los puntos fuertes de cada una de las fases. El material matriz es el que proporciona estructura al material compuesto, llenando los espacios vacíos entre los materiales de refuerzo y manteniéndolos en sus posiciones relativas. Los materiales de refuerzo son los que realzan propiedades mecánicas, electromagnéticas o químicas del material compuesto en su conjunto. 

Los termoplásticos son materiales poliméricos sintéticos que, cuando se someten al calor, se deforman fácilmente y pueden ser remodelados y solidificados nuevamente en una nueva estructura. Son una excelente matriz polimérica debido a su alta abundancia y capacidad de reciclaje. Las interacciones intermoleculares presentes en los termoplásticos se rompen en el proceso de fundición, lo que permite la adición de refuerzos que establecen interacciones con el material termoplástico durante el proceso de enfriamiento, obteniendo así el material compuesto.