Silane-coupled kenaf fiber filled thermoplastic elastomer based on recycled high density polyethylene/natural rubber blends

Elastómero termoplástico relleno de fibra de kenaf acoplada con silano a base de mezclas recicladas de polietileno de alta densidad y caucho natural

Se utilizó un agente de acoplamiento de silano, el γ-aminopropiltrietoxisilano (APS), para modificar el polvo de kenaf (KP). A continuación, se utilizó como relleno en un elastómero termoplástico (TPE) basado en mezclas de polietileno de alta densidad reciclado/caucho natural (rHDPE/NR). La unión del silano al KP se verificó mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), mientras que el rendimiento del TPE se evaluó en términos de propiedades mecánicas y térmicas. 

Los resultados revelaron que grupos funcionales específicos del APS se injertaron eficazmente en el KP. La resistencia a la tracción se mejoró mediante la modificación con silano y esto también afectó al módulo de Young del TPE. Además, la mejora de la estabilidad térmica se confirmó mediante análisis termogravimétrico (TGA), ya que la temperatura de degradación aumentó con la inclusión del silano. Estos efectos se atribuyen a la mejora de la compatibilidad del KP y la mezcla rHDPE/NR. Dicho efecto compatibilizador se confirmó mediante Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) que indicó un aumento significativo de la cristalinidad tras la modificación con silano.

INTRODUCCIÓN

El consumo de materiales plásticos en nuestra vida diaria ha aumentado constantemente debido a numerosos bienes de consumo fabricados con plásticos. Este consumo también crea problemas y preocupaciones en cuanto a la eliminación y los impactos ambientales. Esto se debe a que la mayoría de los plásticos no son biodegradables, tardando mucho tiempo en degradarse en la naturaleza, posiblemente incluso varios siglos. Con cada vez más productos de plástico, el volumen de residuos plásticos en vertederos es una preocupación creciente, y el interés en el reciclaje de polímeros postconsumo ha ganado atención. La mayor fracción de los residuos de polímeros consiste en poliolefinas, como el polietileno (PE) y el polipropileno (PP), y el reciclaje es un destino alternativo para estos materiales. Los elastómeros termoplásticos (TPE) son los materiales de elección para ampliar el uso de plásticos reciclados. Los TPE son una clase especial de materiales viscoelásticos que contienen propiedades de termoplásticos y elastómeros.

La incorporación de varios tipos de cargas en un TPE se realiza tanto para mejorar las propiedades como para reducir los costos de materias primas. Estas cubren muchos tipos de cargas disponibles. Las fibras naturales han sido uno de los rellenos eficientes para reforzar la matriz polimérica. Por ejemplo, las fibras de sisal se han utilizado para reforzar compuestos de poliuretano, mostrando una excelente estabilidad térmica y propiedades mecánicas.