Factores que influencian las propiedades mecánicas, físicas y térmicas de materiales compuestos madero plásticos

D. F. López, A. F. Rojas

Resumen


Este trabajo presenta una revisión general del aprovechamiento de residuos plásticos y lignocelulósicos para la producción de Materiales Compuestos Madero Plásticos (MCMP). Los compuestos madero plásticos, o como son conocidos mundialmente, Wood Plastic Composites (WPC), son propuestos como una solución a la creciente generación de residuos. En la obtención de estos materiales, se han evaluado diferentes mezclas de matrices poliméricas (plásticos) y refuerzos vegetales (residuos lignocelulósicos), empleando tres tipos de procesos, principalmente: extrusión, inyección y moldeo por compresión. Se encontró que los cambios en las propiedades mecánicas del producto fi nal dependen del tipo de materia prima, tamaño de partícula y proporción de fibra empleado, así como la adición de agentes ligantes. Del mismo modo, se reportan variaciones en la capacidad de absorción de agua, densifi cación y estabilidad térmica del compuesto final al aumentar la cantidad de fi bra en la mezcla.


Palabras clave


Residuos lignocelulósicos, residuos plásticos, compuestos madero plásticos.

Texto completo:

PDF

Referencias


  • Nourbakhsh, A., Ashori, A. “Wood plastic composites from agrowaste materials: Analysis”, Bioresource Technology, vol. 101, no. 7, pp. 2525-2528, Apr. 2010
  • García, A., Amado, M., Campbell, H.E., Brito, B., Toscano, L. “Madera plástica con paja de trigo y matriz polimérica”, Tecnología en Marcha, vol. 26, no. 3, pp. 26-38, Feb. 2013.
  • Sommerhuber, P.F., Wenker, J.L., Rüter, S., Krause, A. “Life cycle assessment of wood-plastic composites: Analysing alternative materials and identifying an environmental sound end-of-life option”, Resources, Conservation and Recycling, vol. 117, pp. 235- 248, Feb. 2017.
  • Abba, H.A., Nur, I.Z., Salit, S.M. “Review of Agro Waste Plastic Composites Production”, Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering, vol. 1, no. 5, pp. 271-279, Sep. 2013.
  • Berto, F., Rampazzo, C., Gion, S., Noventa, F., Ronchi, U., Traldi, G., Giorgi, A. M., Cicero, Giovanardi, O. “Preliminary study to characterize plastic polymers using elemental analyser/isotope ratio mass spectrometry (EA/IRMS)”, Chemosphere, vol. 176, pp. 47 56, June 2017.
  • Ministerio de Minas y Energía, “Atlas del Potencial Energético de la Biomasa Residual en Colombia”. Disponible: http://www1.upme.gov.co/sites/default/files/article/1768/files/Atlas%20de%20Biomasa%20Residual%20Colombia__.pdf. Consultado en Mayo de 2016.
  • Rijkswaterstaat Ministry of Infrastructure and the Environment. “Colombia: Sustainable waste management policies and sustainable waste practises”. Disponible: http://rwsenvironment.eu/subjects/from-waste-resources/projects/colombia-sustainable/. Consultado el 24 de Marzo de 2017.
  • Cortés, W. “Tratamientos aplicables a materiales Lignocelulósicos para la obtención de Etanol y productos químicos”, Revista de Tecnología, vol. 3, no. 1, pp. 33-44, Feb. 2014.
  • Disposición de desechos plásticos Post-consumo, Requisitos, Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 2634:2012, Jul. 2012.
  • Catto, A., Montagna, L., Almeida, S., Silveira, R., Santana, R. “Wood plastic composites weathering: Effects of compatibilization on biodegradation in soil and fungal decay”, International Biodeterioration y Biodegradation, vol. 109, pp. 11-22, Apr. 2016.
  • Teuber, L., Osburg, V., Toporowski, W., Militz, H., Krause, A. “Wood polymer composites and their contribution to cascading utilisation”, Journal of Cleaner Production, vol. 110, pp. 9-15, Jan. 2016.
  • Klyosov, A. Wood-Plastic Composites, New Jersey. Jhon Wiley y Sons, 2007.
  • Trex, “Eco-Friendly Decking, Why Trex”. Disponible: http://www. trex.com/why-trex/eco-friendly-decking/. Consultado el 24 de Marzo de 2017.
  • Plastipol, “Plastipolsa”. Disponible: www.plastipolsa.com/sitio/. Consultado en Marzo de 2016.
  • Ayrilmis, N., Kaymakci, A., Güleç, T. “Potential use of decayed wood in production of wood plastic”, Industrial Crops and Products, vol. 74, pp. 279-284, Nov. 2015.
  • Daza, C.A., Ceballos, E. “Plan de negocios para la fabricación de madera sintética” (Tesis de Pregrado), Universidad EAN, Bogotá, Jul. 2012.
  • Lisperguer, J., Bustos, X. Saravia, Y., Escobar, C., Venegas, H. “Efects of the characteristics of Wood flour on the physicomechanical and termal propierties of recycled polypropylene”, Maderas, Ciencia y Tecnología, vol. 15, no. 3, pp. 321 336, Jul. 2013.
  • Carus, M., Eder, A., Dammer, L., Korte, H., Scholz, L., Essel, R., Breitmayer, E., Barth, M. “Wood-Plastic Composites (WPC) and Natural Fibre Composites (NFC): European and Global markets 2012 and future trends in automotive and construction”. Disponible: http://bio-based.eu/markets/. Consultado en Febrero de 2017.
  • Mora, L., Álvarez, E., Hernández, J.F. “Determination of mechanical properties of fibers of Bambusa Vulgaris to use in bamboo mat board”, Revista Ingeniería de Construcción, vol. 24, no. 2, pp. 153- 166, Jun. 2009.
  • Perez, M. “Elaboración de matrices de polímeros reciclados reforzados con fibras de la estopa de coco y determinación de sus propiedades físicas y mecánicas” (Tesis de Pregrado), Universidad de San Carlos, San Carlos, Jul. 2008.
  • Bouafif, H., Koubaa, A., Perré, P., Cloutier, A. “Effects of fibre characeristics on the physical and mechanical properties of wood plastic composites”, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, vol. 40, no. 12, pp. 1975-1981, Dec. 2009.
  • Migneault, S., Koubaa, A., Perre, P., Riedl, B. “Effects of wood fiber surface chemistry on strength of wood–plastic composites”, Applied Surface Science, vol. 343, pp. 11-18, Jul. 2015.
  • Naguib, H., Kandil, U., Hashem, A., Boghdadi, Y. “Effect of fiber loading on the mechanical and physical properties of “green bagasse-polyester composite”, Journal of Radiation Research and Applied Sciences, vol. 8, no. 4, pp. 544-548, Oct. 2015
  • Córdoba, C., Mera, J., Martínez, D., Rodríguez, J. “Aprovechamiento de polipropileno y polietileno de alta densidad reciclados, reforzados con fibra vegetal, tetera (Stromanthe Stromathoides)”, Revista Iberoamericana de Polímeros, vol. 11, no. 7, pp. 417–427, Dic. 2010.
  • Bajwa, S., Bajwa, D., Holt, G., Coffelt, T., Nakayama, F. “Properties of thermoplastic composites with cotton and guayule biomass”, Industrial Crops and Products, vol. 33, no. 3, pp. 747-755, May 2011.
  • Petchwattana, N., Covavisaruch, S. “Effects of Rice Hull Particle Size and Content on the Mechanical Properties”, Journal of Bionic Engineering, vol. 10, no. 1, pp. 110-117, Jan. 2013.
  • Jasmi, N.F., Kasim, J., Ansar, M.S., Maidin, I.I. “The role of oil palm (Elaeis guinneensis) frond as filler in polypropylene matrix with relation of filler loading and particle size effects”, en Regional Conference on Science, Technology and Social Sciences (RCSTSS 2014), primera edición, Yacob, N.A., Mohamed, M., Megat, M.A.K. Singapur: Springer, 2016, pp. 393-404.
  • Caicedo, C., Vásquez, A., Crespo, L., de la Cruz, H., Ossa, O. “Material compuesto de matriz polipropileno (PP) y fibra de cedro influencia del compatibilizante PP-g-MA”, Informador Técnico, vol. 79, no. 2, pp. 118-126, Nov. 2015.
  • Gallagher, L., McDonald, A. “The effect of micron sized wood fibers in wood plastic composites”, Maderas. Ciencia y Tecnología, vol. 15, no. 3, pp. 357-374, Ago. 2013
  • Pulngern, T., Chitsamran, T., Chucheepsakul, S., Rosarpitak, V., Patcharaphun, S., Sombatsompop, N. “Effect of temperature on mechanical properties and creep responses for wood/PVC composites”, Construction and Building Materials, vol. 111, pp. 191-198, May 2016
  • Díaz, P.P. “Evaluación de propiedades físicas y mecánicas de madera de Nothofagus glauca (Hualo) proveniente de la zona de Cauquenes” (Tesis de Pregrado), Universidad de Talca, Talca. 2005
  • Valles, D.J., Rodríguez, L.A., Méndez, L.C., Valle, A., Alodan, H. “Analysis of the mechanical properties of Wood-plastic composites base don agricultura chili pepper waste”, Maderas, Ciencia y Tecnología, vol. 18, no. 1, pp. 43-54, 2016.
  • W. “Caracterización mecánica y morfológica de termoplásticos reciclados espumados reforzados con subproductos de madera”, Maderas, Ciencia y Tecnología, vol. 15, no. 1, pp. 3-16, May. 2013.
  • Naghmouchi, I., Boufi, S., Delgado, M., Granda, L., Vilaseca, F. “Fabricación de madera plástica a partir de hueso de aceituna y polipropileno”, presentando en 13er Congreso Internacional en Ciencias y Tecnología de Metalurgia y Materiales, Iguazú, Agentina, 2013
  • Moya, C., Poblete, H., Valenzuela, L. “Propiedades físicas y mecánicas de compuestos de polietileno reciclado y harinas de corteza y madera de Pinus radiata fabricados mediante moldeo por inyección”, Maderas, Ciencia y Tecnología, vol. 14, no. 1, pp. 13- 29, 2012.
  • Monroy, M., Díaz, A., Acevedo, H.F. “Instrumentación del equipo de laboratorio de resistencia de materiales para ensayos dinámicos a flexión de probetas ranuradas”, Scientia et Technica, vol. 1, no. 41, pp. 352-355, May. 2009.
  • García, A., Amado, M., Casados, M., Brito, R. “Madera plástica con PET de post consumo y paja de trigo”, Ciencia y Tecnología, vol. 13, pp. 25-40, Oct. 2013.
  • Rasat, M.S., Wahab, R., Sulaiman, O., Moktar, J., Mohamed, A., Tabet, T.A., Khalid, I. “Properties of composite boards from oil palm frond agricultural waste”, BioResources, vol. 6, no. 4, pp. 4389-4403, Sep. 2011.
  • Cuéllar, A., Muñoz, I. “Fibra de guadua como refuerzo de matrices poliméricas”, Dyna, vol. 77, no. 162, pp. 137-142, Jun. 2010.
  • Binhussain, M.A., El-Tonsy, M.M. “Palm leave and plastic waste wood composite for out-door structures”, Construction and Building Materials, vol. 47, pp. 1431-1435, Oct. 2013.
  • Wahab, R., Samsi, H., Mustafa, M., Mat Razat, M.S., Yusof, M. “Physical, mechanical and morphological studies on Bio-composite mixture of oil palm frond and Kenaf Bast Fibers”, Journal of Plant Sciences, vol. 11, no. 1-3, pp. 22-30, Apr. 2016.
  • Rasat, M., Wahab, R., Najihah, A., Nor, M., Ramle, S., Yusoff, M., Nawawi, S. “Compressed oild palm fronds composite: A preliminary study on mechanical properties”, International Journal of Sciencies, vol. 2, pp. 31-41, Mar. 2013.
  • Santos, E., Yenque, J., Rojas, O., Rosales, V. “Acerca del ensayo de dureza”, Industrial Data, vol. 2, no. 4, pp. 73-80, 2001.
  • AlMaadeed, M.A., Nógellová, Z., Mičušík, M., Novák, I., Krupa, I. “Mechanical, sorption and adhesive properties of composites based on low density polyethylene filled with date palm wood powder”, Materials and Design, vol. 53, pp. 29-37, Jan. 2014.
  • Wei, L., McDonald, A.G., Freitag, C., Morrell, J.J. “Effects of wood fiber esterification on properties, weatherability and biodurability of wood plastic composites”, Polymer Degradation and Stability, vol. 98, no. 7, pp. 1348-1361, Jan. 2013.
  • Turku, I., Keskisaari, A., Kärki, T., Puurtinen, A., Marttila, P. “Characterization of wood plastic composites manufactured from recycled plastic blends”, Composites Structures, vol. 161, pp. 469- 476, Feb. 2017.
  • Hosseinihashemi, S.K., Arwinfar, F., Najafi, A., Nemli, G., Ayrilmis, N. “Long-term water absorption behavior of thermoplastic composites produced with thermally treated wood”, Measurement, vol. 86, pp. 202-208, May 2016.
  • Mano, J.F. “Propiedades térmicas de los polímeros en la enseñanza de la ciencia de materiales e ingeniería - Estudios DSC sobre poli (tereftalato de etileno)”, Journal of Materials Education, vol. 25, no. 4-6, pp. 155-170, 2003.
  • Oliver, A., Neila, F.J., García-Santos, A. “Clasificación y selección de materiales de cambio de fase según sus características para su aplicación en sistemas de almacenamiento de energía térmica”, Materiales de Construcción, vol. 62, no. 305, pp. 131-140, Ene. 2012
  • Correa, C., Fonseca, C., Neves, S., Razzino, C., Hage, E. “Comositos termoplásticos com madeira”, Polímeros: Ciencia e Tecnología, vol. 13, no. 3, pp. 154-165, May 2003.
  • Kazemi, S. Use of recycled plastics in wood plastic composites – A review”, Waste Management, vol. 33, no. 9, pp. 1898-1905, Sep. 2013
  • Ingeniería Civil y Arquitectura: Uso de la Madera en la Construcción, Norma Técnica Colombiana (NTC) 2500, Abril 1997




DOI: http://dx.doi.org/10.31908/19098367.3708

Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.


Copyright (c) 2018 Entre ciencia e ingeniería

Licencia Creative Commons
Este trabajo está licenciado bajo una Licencia Internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.