Efecto de las características de harina de madera en las propiedades físico-mecánicas y térmicas de polipropileno reciclado

Abstract

Polipropileno reciclado (rPP) proveniente de rafia sintética de grandes sacos postconsumo, fueron reforzados con 50 y 60% de harina de madera de Pinus radiata de dos tamaños de partícula (60 y 100 mesh) a través de un proceso de mezclado en fundido, con y sin polipropileno maleado (MAPP), utilizado como agente acoplante. La procesabilidad de rPP y de compositos a base de madera-rPP fue estudiada en términos del torque del proceso de mezcla, al igual que las propiedades físicas, térmicas y mecánicas, y comparadas con polipropileno virgen (PP).

Los resultados mostraron que la resistencia a la tracción y a la flexión (MOR), módulos determinados en tracción y en flexión (MOE) y resistencia al impacto de rPP y de los compositos madera-rPP, no decrecen comparadas con PP virgen y en términos de los módulos de elasticidad (MOE) y resistencia al impacto son significativamente superiores. Las propiedades mecánicas de las mezclas mejoraron levemente con la presencia de MAPP pero el tamaño de partícula y el contenido de harina de madera (50 y 60%), no tuvieron una clara influencia en estas propiedades.

Calorimetría diferencial de barrido (DSC) fue utilizada para estudiar las propiedades de cristalización y fusión de las muestras y los resultados fueron comparados con PP virgen. Los resultados indican que la harina de madera actúa como un agente de nucleación incrementando la velocidad de cristalización, disminuyendo el grado de cristalización y en consecuencia disminuyendo ligeramente el punto de fusión de los compositos madera-rPP.

El análisis termogravimétrico (TGA), mostró que la estabilidad térmica de rPP y de los compositos maderarPP fue ligeramente superior a la de PP virgen.

En general, los resultados de este estudio muestran que es factible obtener materiales compuestos de buenas propiedades térmicas y mecánicas utilizando rPP postconsumo reforzado con harina de madera, en proporciones de 50 o 60% de contenido.

Abstract

Recycled polypropylene (rPP) from synthetic raffia big bags was reinforced with 50 and 60% of Pinus radiata wood flour of two particle size (60 and 100 mesh) through a blending process with and without maleated polypropylene (MAPP), used as a coupling agent. The processability of the pure rPP and wood-rPP composites was studied in terms of the mixing process torque and also the physico-mechanical properties and then compared with a commercial virgin polypropylene (PP). The results showed that the tensile and flexural strength (MOR), tensile and flexural modulus (MOE) and impact strength of the pure and reinforced rPP, did not decrease in comparison with the virgin PP, and in terms of the elasticity modulus (MOE) and impact strength, the rPP composites were superior to the virgin plastic. The mechanical properties were slightly enhanced by the MAPP, but the particle size and the filler content (50 and 60%) had no clear influence on the mechanical properties.

Differential scanning calorimetry (DSC) was used to study the crystallization and melting behaviour of the rPP and rPP-wood composites and the results were compared with the virgin PP. The DSC analysis indicated that the wood flour particles acted as a nucleating agent, increasing crystallization rate and decreasing the crystallinity degree, and consequently, decreasing slightly the melting temperature of the rPP/wood composites.

Thermogravimetric analysis (TGA) revealed that the thermal stability of the rPP and rPP/wood composites were slightly greater than that of the virgin PP.

In general, the results of this study showed that it is feasible to obtain composite materials with good thermal and mechanical properties with recycled PP from postconsumer synthetic raffia reinforced with 50 or 60% wood flour.