Caracterización Mecánica y Térmica de Ácido Poliláctico (PLA) Reforzado con Polvo de Bambú (PB)
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Resumen
El empleo de polímeros biodegradables como el ácido poliláctico (PLA) ha crecido notablemente debido a su bajo impacto ambiental. Sin embargo, las propiedades mecánicas y térmicas de estos materiales presentan limitaciones para ampliar sus campos de aplicación. Una opción para mejorar las propiedades mecánicas y térmicas del PLA es reforzarlo con material lignocelulósico, constituyendo así un material compuesto como la madera plástica de bajo impacto ambiental y con potenciales aplicaciones como sustituto de la madera convencional. Si se considera que el bambú es renovable en corto tiempo respecto a otras maderas, además de tener buenas propiedades estructurales y a su alta disponibilidad en diversas zonas geográficas del Ecuador, se puede predecir que el polvo de bambú (PB) producto del residuo de los aserraderos es un refuerzo interesante para el procesamiento de madera plástica. Este artículo describe la preparación mediante los procesos de extrusión y moldeo por inyección de material compuesto con matriz polimérica de PLA reforzado PB en tres composiciones en peso (5, 10, 15%) y con tres diferentes tamaños de partículas (600, 250 y 150 µm). Las propiedades mecánicas evaluadas fueron: resistencia a la tracción, resistencia a la flexión y dureza; para lo cual se siguieron los parámetros de normas ASTM en cuanto a las características de las probetas y condiciones de ensayos. Los resultados obtenidos de la caracterización mecánica evidencian que el módulo de elasticidad aumenta hasta un 30% en el material compuesto respecto al material matriz. Las propiedades térmicas se estudiaron mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), análisis termogravimétrico (TGA) y análisis termomecánico (TMA). Propiedades como grado de cristalinidad y coeficiente de expansión térmica lineal mejoraron debido a que el polvo de bambú actúa como agente de nucleación natural, lo que favorece a la cristalización del material compuesto y mejora sus propiedades, mientras que la temperatura de degradación disminuyó debido a la inclusión de un material orgánico en el polímero.
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Amass W, Amass A & Tighe B. (1998). A review of biodegradable polymers: uses, current developments in the synthesis and characterization of biodegradable polyesters, blends of biodegradable polymers and recent advances in biodegradation studies, Polymer International, 47(2), 89-144. https://doi.org/10.1002/(SICI)10970126(1998100)47:2<89::AID PI86>3.0.CO;2-F
Ashori A. (2008). Wood-plastic composites as promising green-composites for automotive industries, Bioresource Technology, 99 (11), 4661-4667. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.09.043
Auras R., Tak Lim L., Selke S., Tsuji H. (2010). Poly (Lactic Acid) Synthesis, Structures, Properties, Processing, and Applications, N J: Wiley.
Auras R., Harte B., Selke S.(2004). An overview of polylactides as packaging materials, Macromolecular Bioscience; 4 (9), 64-85. https://doi.org/10.1002/mabi.200400043
Behzad H., Ashori A., Tarmian A., Tajvidi M., (2012). Impacts of wood preservative treatments on some physico-mechanical properties, Construction and Building Materials. 35, 246-250. http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.04.007of wood flour/high density polyethylene composites
Chen X. (1996). Bamboo Fibber Reinforced Polypropylene Composites (Structure, Morphology, and Properties), The Hong Kong University of Science and Technology, 2-3. https://doi.org/10.14711/thesis-b524628
Dong Y., Ghataura A., Takagi H., Haroosh HJ., Nakagaito AN and Lau KT (2014). Polylactic acid (PLA) biocomposites reinforced with coir fibres: Evaluation of mechanical performance multifunctional properties. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 63, 76-84. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2014.04.003
Dorgan JR, Lehermeier H, Mang M. (2008). Thermal and rheological properties of commercial-grade poly(lactic acid)s. Journal of Polymers and the Environment, 8 (1), 1-9. https://doi.org/10.1023/A:1010185910301
Essabir H., Hilali E., Elgharad A, El Minor H., Imad A., Elamraoui A., Gaoudi O. (2013). Mechanical and thermal properties of bio-composites based on polypropylene reinforced with Nut-shells of Argan particles. Materials and Design, 49 (1), 442-448. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.01.025
Garlotta D. (2001). A Literature Review of Poly(Lactic Acid), Journal of Polymers and the Environment, 9(2), 63-84. https://doi.org/10.1023/A:1020200822435
Ho M., Lau K. , Wang H., Hui D. (2015). Improvement on the Properties of Polylactic acid (PLA) using Bamboo Charcoal Particles, Composites Part B: Engineering, 81, 14-25. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2015.05.048
Innocent O., Innocent C., Martin U. (2013). The effects of bamboo powder on some mechanical properties of recycled low density polyethylene (rldpe) composites, Part II Natural and Applied Sciences. 4 (1), 409-419. Obtenido de: www.savap.org.pk/journals/ARInt./Vol.4(1)/2013(4.1-44).pdf
Kumar N., Ranghul K., Jeyakumar R. (2016). Study on Mechanical Behavior of Bamboo Fiber Reinforced With Polymer Matrix Composite: A Review. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 5 (7), 66-67. Obtenido de: https://www.ijirset.com/upload/2016/tapsa/TAPSA%2013.pdf
Li, X., Lei, B., Lin, Z., Huang, L., Tan, S., Cai, X., (2013). The utilization of bamboo charcoal enhances wood plastic composites with excellent mechanical and thermal properties, Materials and Design. , 53, 419-424. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2013.07.028
Phutane P., Vijay Kumar S. J., Sekhar R., Singh T.P. (2013). Synthesis and Characterization of SiC Reinforced HE-30 Al Alloy Particulate MMCs. International Journal of Engineering & Technology (IJET), 5(3), 2866-2870. Obtenido de: www.enggjournals.com/ijet/docs/IJET13-05-03-313.pdf
Ponce S., Guerrero V. (2014). Propiedades mecánicas de compuestos biodegradables elaborados a base de ácido poliláctico reforzados con fibras de abacá. Revista Politécnica. 33(2), 23-31. Obtenido de: http://www.revistapolitecnica.epn.edu.ec/ojs2/index.php/revista_politecnica2/article/viewFile/56/pdf
Rahman M., Huque M., Md., Islam N., Hasan M. (2009). Mechanical properties of polypropylene composites reinforced with chemically treated abaca. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 40 (4), 511-517. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2009.01.013
Ratna A., Mohana K. (2011). Mechanical properties of natural fibre reinforced polyester composites: Jowar, sisal and bamboo. Materials and Design, 32 (8, 9), 4658-4663. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2011.03.015
Salmah H., Ismail H., Bakar A. (2007). The Effects of Dynamic Vulcanization and Compatibilizer on Properties of Paper Sludge-Filled Polypropylene/Ethylene Propylene Diene Terpolymer Composites. Journal of Polymer Applied Science, 107 (4), 2266-2273. https://doi.org/10.1002/app.27367
Su Z., Guo W., Liu Y., Li Q., Wu C. (2009). Non-isothermal crystallization kinetics of poly (lactic acid)/modified carbon black composite. PolymerBbulletin; 62(5): 629-642. Obtenido de: https://www.researchgate.net/publication/226995345_Nonisothermal_crystallization_kinetics_of_poly_lactic_acidmodified_carbon_black_composite
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