Material compuesto de matriz polipropileno (PP) y fibra de cedro: influencia del compatibilizante PP-g-MA

  • Carolina Caicedo Servicio Nacional de Aprendizaje - Centro de Asistencia Técnica a la Industria
  • Aldo Vázquez Arce Servicio Nacional de Aprendizaje - Centro de Asistencia Técnica a la Industria
  • Lina Marcela Crespo Servicio Nacional de Aprendizaje - Centro de Asistencia Técnica a la Industria
  • Hever de la Cruz Servicio Nacional de Aprendizaje - Centro de Asistencia Técnica a la Industria
  • Ómar Hernán Ossa Servicio Nacional de Aprendizaje - Centro de Asistencia Técnica a la Industria
Palabras clave: Compuesto de madera y plástico, polipropileno, inyección, propiedades mecánicas, análisis térmico.

Resumen

Debido a que la fuerza de los compuestos de madera y plástico (CMP) se basa en la interacción fibra-matriz, se ha estudiado la influencia del agente compatibilizante al modificar la matriz plástica con diferentes proporciones de polipropileno injertado con anhídrido maléico (PP-g-MA). Por lo tanto, se evaluaron las propiedades térmicas y mecánicas de una nueva serie de CMP con 20% de fibra mediante la técnica de inyección. Cabe mencionar que en la etapa previa al proceso de inyección, estos materiales fueron mezclados en una extrusora de doble husillo co-rotante, en condiciones suaves debido a que se logró disminuir en un 50% el tiempo de residencia de la fibra con respecto al polímero. Los resultados de los análisis termogravimétricos obtenidos de los productos extruidos de CMP presentaron una temperatura de degradación con valores intermedios de T10 ~295 °C respecto a los componentes de partida (Fibra, PP). Los productos finales presentaron una pérdida de ~3.4% asociada al segundo proceso térmico que sufrió el material. El análisis mecánico presentó un aumento en la resistencia a la tensión del 20.3% en el nuevo CMP, mientras que la resistencia a la flexión alcanzó un 46.2%. En el análisis micro-estructural de los productos finales se observó la incorporación de la fibra en la matriz mediante microscopia electrónica de barrido. Finalmente, se determinó la relación óptima de la mezcla para lograr un incremento significativo en las propiedades mecánicas.

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Biografía del autor/a

Carolina Caicedo, Servicio Nacional de Aprendizaje - Centro de Asistencia Técnica a la Industria
C o l o m b i a n , P h D C o l c i e n c i a s , C e n t r o N a c i o n a l d e A s i s t e n i c a Té c n i c a a l a Industria - ASTIN, SENA. GIDEMP Research group.
Aldo Vázquez Arce, Servicio Nacional de Aprendizaje - Centro de Asistencia Técnica a la Industria
Mexican, MSc. C e n t r o N a c i o n a l d e Asistenica Técnica a la Industria - ASTIN, SENA. GIDEMP Research group.
Lina Marcela Crespo, Servicio Nacional de Aprendizaje - Centro de Asistencia Técnica a la Industria
Colombian, MSc. Centro Nacional de Asistencia Técnica a la Industria - ASTIN, SENA. Grupo de investigación GIDEMP.
Hever de la Cruz, Servicio Nacional de Aprendizaje - Centro de Asistencia Técnica a la Industria
Colombian, Mechatronic Engineer. Centro Nacional de Asistencia Técnica a la Industria - ASTIN, SENA. Grupo de investigación GIDEMP.
Ómar Hernán Ossa, Servicio Nacional de Aprendizaje - Centro de Asistencia Técnica a la Industria
C o l o m b i a n , Mechanic Engineer. Centro Nacional de Asistencia Técnica a la Industria - ASTIN, SENA. Grupo de investigacióN GIDEMP.

Referencias

Ábalos, A., Espuny M.J., Bermúdez, R.C. y Manresa, A. (2003). Aplicación de la Cromatografía de Gases/Espectrometría de Masas (GC/ MS) en la caracterización química de los polihidroxialcanoatos de Pseudomonas aeruginosa AT10. Revista Cubana de Química. 15(2), 3-10.

Andler, R. y Díaz, A. (2013). Ingeniería para producir plásticos desde bacterias Technological and market aspects of microbial bioplastics production. Ingenerare 27- 29. Chile.

Anderson, A. J. y Dawes, E. A. (1990). Occurrence, metabolism, metabolic role, and industrial uses of bacterial polyhydroxyalkanoates. Microbiological Reviews, 54(4), 450-472.

AL-Oqla,F. M.; Sapuan, S. M.; Anwer, T.; Jawaid, M.; Hoque, M. E. (2015). Natural fiber reinforced conductive polymer composites as functional materials: A review. Synthetic Metals 206: 42- 54

https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2015.04.014

Bledzki, A. K.; Franciszczak, P.; Osman, Z.; Elbadawi, M.(2015). Polypropylene biocomposites reinforced with softwood, abaca, jute, and kenaf fibers. Industrial Crops and Products 70: 91-99

https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.03.013

Brenner, E. (2000). Polypropylene an Alternative? Kunststoffe, 4: 35

Carlborn, K.; Matuana L. M. (2006). Functionalization of wood particles through a reactive extrusion process, J. Appl. Polym. Sci. 101: 3131-3142.

https://doi.org/10.1002/app.22577

Du,Y.; Wu, T.; Yan, N.; Kortschot, M. Farnood, T. R.(2013).(2013) Pulp fiber-reinforced thermoset polymer composites: effects of the pulp fibers and polymer. Composites Part B: Engineering, 48: 10-17.

https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2012.12.003

Kang, H.; Lu, X.; Xu, Y. (2015). Properties of immiscible and ethylene-butyl acrylate-glycidyl methacrylate terpolymer compatibilized poly (lactic acid) and polypropylene blends. Polymer Testing 43: 173-181

https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2015.03.012

Kissel,W. J.; Han, J. H.; Meyer, J. A. (2003). Chapter 2, polypropylene: structure, properties, manufacturing processes, and applications, in: H.J. Karian (Ed.), Handbook of Polypropylene and Polypropylene Composites, second ed., Taylor and Francis, N. Y,

Kuo, P. Y.; Wang,S. Y.; Chen, J. H.; Hsueh, H. C.; Tsai, M. J.(2009). Effects of material compositions on the mechanical properties of wood-plastic composites manufactured by injection molding. Materials and Design 30: 3489-3496

https://doi.org/10.1016/j.matdes.2009.03.012

Moritomi, S.; Watanabe,T.; Kanzaki, S. (2010). Polypropylene compounds for automotive applications. Sumitomo Kagaku 1: 1.

Pouzet, M.; Gautier, D.; Charlet, K.; Dubois, M.; Béakou A.(2015). How to decrease the hydrophilicity of wood flour to process efficient composite materials. Applied Surface Science 353: 1234-1241

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.06.100

Shao-Yuan, L.; Tsu-Hsien, Y.; Sheng-Fong, L.; Te-Hsin, Y.(2012). Optimized material composition to improve the physical and mechanical properties of extruded wood- plastic composites (WPCs). Construction and Building Materials 29: 120-127

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.09.013

Soccalingame, L.; Bourmaud, A.; Perrin,D. Benezet,J.-C.; Bergeret, A.(2015). Reprocessing of wood flour reinforced polypropylene composites: Impact of particle size and coupling agent on composite and particle Properties. Polymer Degradation and Stability 113: 72-85

https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2015.01.020

Thakura,V. K.; Thakurb, M. K.(2014).Processing and characterization of natural cellulose fibers/ thermoset polymer composites. Carbohydrate Polymers 109: 102-117

https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.03.039

Van Vuure, A. W.; Baets, J.; Wouters, K. Hendrickx, K.(2015). Compressive properties of natural fibre composites. Materials Letters 149: 138- 140

https://doi.org/10.1016/j.matlet.2015.01.158

Wielage, B.; Lampke, Th.; Utschick, H.; Soergel, F. (2003). Processing of natural-fibre reinforced polymers and the resulting dynamic- mechanical properties. Journal of Materials Processing Technology 139: 140-146

https://doi.org/10.1016/S0924-0136(03)00195-X

Xu, K.; Li, K. Yun, H.; Zhong,T.; Cao X.(2013). A comparative study on the inhibitory ability of various wood-based composites against harmful biological species. BioResources 8(4): 5749-5760

https://doi.org/10.15376/biores.8.4.5749-5760

Yang,T. H.; Yang, T. H. W. Chao, C. Leu, S. Y. (2015). Characterization of the property changes of extruded wood-plastic composites during year round subtropical weathering. Construction and Building Materials 88: 159-168.

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.04.019

Zhang,J.; Park,C. B.; Rizvi, G. M.; Huang,H.; Guo, Q. (2009). Investigation on the uniformity of high-density polyethylene/wood fiber composites in a twin-screw extruder. J. Appl. Polym. Sci. 113(4): 2081-2089.

https://doi.org/10.1002/app.29991

Publicado
2015-12-22
Cómo citar
Caicedo, C., Vázquez Arce, A., Crespo, L. M., de la Cruz, H., & Ossa, Ómar H. (2015). Material compuesto de matriz polipropileno (PP) y fibra de cedro: influencia del compatibilizante PP-g-MA. Informador Técnico, 79(2), 118-126. https://doi.org/10.23850/22565035.156
Sección
Artículo de Investigación