“Modificación de fibra de pino con diisocianato de tolueno-polipropilenglicol para elaborar materiales compuestos de poli(ácido láctico)”

Abstract

El presente estudio, se base en la modificación química de la superficie de fibra de pino con diisocianato de tolueno-propenilglicol (TDI-PPG) con el propósito de elaborar materiales compuestos con ácido poliláctico (PLA) y un compatibilizante de anhidrido maleico (MA) y PLA, y estudiar el comportamiento de las propiedades mecánica. La investigación se desarrolló elaborando formulaciones a distintas concentraciones de fibra 5%, 10%, 20% y 30% en peso con y sin la modificación con TDI-PPG, con y sin compatilibizante al 1% y 3% en peso. Las diferentes composiciones fueron mezcladas mediante el proceso de extrusión, los pellets obtenidos fueron fundidos por proceso de termocompresión, fabricando placas, la cuales fueron cortadas, haciendo las probetas de las distintas pruebas. La caracterización químicamente de las fibras y los materiales compuestos antes y después de la modificación, se corroboro mediante espectroscopia de infrarrojo, espectroscopia de fotoelectrones por rayos X (XPS). Los resultados obtenidos en las pruebas mecánicas mostraron que la modificación química entre la fibra y la matriz polimérica mejora la adhesión y actúa como plastificante. Presentando una disminución en los valores de módulo de flexión, el módulo de Young, y resistencia al impacto. Esto indica que el material modificado actúa como plastificante y son menos rígidas. Las propiedades térmicas de los materiales compuestos se analizaron con calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis termogravimétrico (TGA). EL DSC mostró un aumento en el porcentaje de cristalinidad al incrementar el contenido de fibra, sin modificar como modificada con 1% y 3% de compatibilizante en todas las composiciones. El TGA indicó que los materiales compuestos se descomponen antes que el PLA puro, sugiriendo que la fibra y el compatibilizante aceleran su degradación. En estudios de biodegradación, los materiales compuestos mostraron una biodegradabilidad superior al 79%, descomponiéndose significativamente en siete semanas en ambiente de compostaje.