Flexible thermoplastic composite of Polyvinyl Butyral (PVB) and waste of rigid Polyurethane foam

Compuesto termoplástico flexible de butiral de polivinilo (PVB) y residuos de espuma rígida de poliuretano

Este estudio reporta la preparación y caracterización de compuestos con poli(butiral de vinilo) (PVB) reciclado y residuo de espuma rígida de poliuretano (PUr), con contenidos de PUr de 20, 35 y 50 % en peso, utilizando una extrusora equipada con un tornillo simple Maillefer y moldeo por inyección. Los componentes de los compuestos se caracterizaron térmicamente mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) y termogravimetría. Los compuestos se evaluaron mediante el índice de fluidez (MFI), ensayos mecánicos de tracción y dureza y microscopía electrónica de barrido (SEM). 

La Tg determinada por DSC de la muestra de PVB (53 °C) indicó la presencia de plastificante (la Tg del PVB puro es de 70 °C). El MFI de los compuestos indicó un aumento de la viscosidad con el contenido de PUr y, como la velocidad de cizallamiento se mantuvo constante durante el moldeo por inyección, las viscosidades más altas promovieron mayores tensiones de cizallamiento en los compuestos, provocando así la rotura o el desgarro de las partículas de PUr. Las micrografías SEM mostraron una baja adhesión entre el PVB y el PUr y la presencia de huecos, tanto inherentes a la espuma rígida como en la interfase PVB-PUr. Las micrografías SEM también mostraron que el compuesto PVB/PUr (50/50) presentaba el menor tamaño de partícula y una estructura más homogénea y compacta con menos huecos en la interfase. La rigidez de los compuestos aumenta con la adición de las partículas de PUr, como se puso de manifiesto en los ensayos mecánicos.

INTRODUCCIÓN

Los poliuretanos son polímeros extremadamente versátiles que pueden ser utilizados como termoplásticos flexibles o como espuma rígida con baja densidad y bajo coeficiente de conductividad térmica. Esta versatilidad promueve la aplicación de los poliuretanos en varias industrias, incluyendo la automotriz, construcción, médica, calzado, adhesivos y elastómeros. La producción y la disposición de productos de PUr postconsumo generan volúmenes significativos de residuos sólidos debido a la baja densidad del polímero. La reutilización de estos productos es complicada por la presencia de reticulaciones en la estructura de poliuretano, por lo que el PUr crea un gran problema de disposición y es altamente contaminante para el medio ambiente. Los residuos de PUr no se reprocesan adecuadamente para obtener nuevos productos, ya que son polímeros termoestables con baja densidad.

El butiral de polivinilo (PVB) es un copolímero amorfo aleatorio de butiral de vinilo, alcohol de vinilo y acetato de vinilo, utilizado principalmente en vidrios de seguridad laminados en las secciones de vidrio automotriz, aeroespacial y arquitectónica. La estructura química del PVB es muy importante porque influye profundamente en las propiedades del polímero.