Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://hdl.handle.net/20.500.12104/80692
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dc.contributor.advisorRobledo Ortiz, Jorge Ramón
dc.contributor.advisorGonzáles García, Yolanda
dc.contributor.advisorPérez Fonseca, Aida Alejandra
dc.contributor.authorCisneros López, Erick Omar
dc.date.accessioned2020-04-09T23:07:45Z-
dc.date.available2020-04-09T23:07:45Z-
dc.date.issued2018
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12104/80692-
dc.identifier.urihttp://wdg.biblio.udg.mx
dc.description.abstractResumen En el presente trabajo, se determinaron y optimizaron las condiciones para producir biocompositos de poli(ácido láctico) (PLA) y fibras de agave mediante mezclado en seco y moldeo rotacional. Adicionalmente, se produjeron biocompositos vía moldeo por compresión, con el objetivo de determinar el efecto del método y condiciones de procesamiento en las propiedades de los materiales. En particular, se estudió el efecto del contenido de fibra (de O a 40% en peso) en la morfología, densidad, porosidad, absorción de agua y en sus propiedades térmicas (por calorimetría diferencial de barrido, DSC) y mecánicas (tensión, flexión, impacto y dureza). Además, se realizó un análisis de los perfiles de temperatura del aire al interior del molde, con el objetivo de obtener información sobre el comportamiento térmico y transiciones que sufre el PLA durante el proceso de rotomoldeo. Finalmente, se determinó la biodegradabilidad y cinética de biodegradación del PLA y los biocompositos sometidos al proceso de biodegradación aerobia por compostaje, empleando una técnica automática de respirometría por sensor de presión, y se evaluó el efecto de este proceso sobre las propiedades de los materiales con respecto al contenido de fibra y método de procesamiento.
dc.description.tableofcontentsINDICE lRESUMEN ........................................................................................................................ 1 1.1 Resumen ..... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .... 2 1.2 Abstract ............................................................................................................................. 4 2 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 6 2.1 Antecedentes ..................................................................................................................... 7 2.2 Justificación ....... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .... 9 2.3 Hipótesis ......................................................................................................................... 10 2.4 Objetivos ......................................................................................................................... 10 2.4.1 Objetivo general ...................................................................................................... 10 2.4.2 Objetivos particulares .............................................................................................. 11 3 MARCO TEÓRIC0 ....................................................................................................... 12 3.1 Biopolímeros .................................................................................................................. 13 3.2 Poli(ácido láctico) ....................................................... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .......... 15 3.2.1 Aplicaciones, ventajas y desventajas del PLA ........................................................ 17 3.3 Fibras naturales ........... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .......... 19 3.3.1 Fibra de Agave ........................................................................................................ 21 3 .4 Biocompositos ................................................................................................................ 23 3.5 Moldeo rotacional de PLA y biocompositos .................................................................. 25 3.5.1 Mezclado en seco fibra-polímero (Dry-blending) ................................................... 27 3 .6 Biodegradación del PLA y sus biocompositos ........... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .......... 28 3.6.1 Ensayos acelerados de biodegradación .................................................................... 31 3.6.2 Respirometría por sensor de presión ....................................................................... 32 3.6.3 Modelos cinéticos para la mineralización ............................................................... 33 4 EXPERIMENTACIÓN ................................................................................................. 39 4.1 Diagrama de flujo del trabajo ......................................................................................... 40 4.2 Materiales ........................................................... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .......... 41 4.3 Producción de los materiales compuestos ...................................................................... 41 - i - Índice 4.3.1 Preparación de los materiales .................................................................................. 41 4.3 .1.1 Preparación de la fibra de agave ....................................................................... 41 4.3 .1.2 Preparación del PLA ......................................................................................... 42 4.3 .1.3 Análisis termogravimétrico (TGA) ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .......... 43 4.3 .1.4 Mezclado en seco (Dry-blending) .................................................................... 44 4.3.2 Producción de biocompositos vía moldeo rotacional .............................................. 44 4.3.3 Producción de biocompositos vía moldeo por compresión ..................................... 46 4.3.4 Caracterización de los biocompositos ..................................................................... 46 4.3.4.1 Calorimetría diferencial de barrido (DSC) ........... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .......... 48 4.3.4.2 Densidad y porosidad ....................................................................................... 49 4.3.4.3 Absorción de agua ........ .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .......... 50 4.3.4.4 Morfología ........................................................................................................ 51 4.3.4.5 Ensayo de tensión ............................................................................................. 52 4.3.4.6 Ensayo de flexión ............................................................................................. 54 4.3.4.7 Ensayo de impacto tipo Charpy ........................................................................ 56 4.3.4.8 Determinación de dureza Shore D .......... ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .......... 58 4.3.4.9 Espectroscopia de infrarrojo ............................................................................. 58 4.4 Proceso de biodegradación de los biocompositos .......................................................... 59 4.4.1 Ensayo de desintegración por compostaje ............................................................... 59 4.4.2 Respirometría y cinética de biodegradación ............................................................ 62 4.4.2 Efecto del proceso de biodegradación sobre las propiedades de los biocompositos .......................................................................................................................................... 65 5 ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ......................................................... 66 5.1 Procesamiento del PLA por rotomoldeo .... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .......... 67 5.1.1 Diseño del molde ..................................................................................................... 67 5 .1.2 Materias primas ....................................................................................................... 68 5.1.2.1 Tipo de PLA ..................................................................................................... 68 5.1.2.2 Propiedades térmicas de las materias primas ................................................... 69 5.1.3 Condiciones de procesamiento .... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .......... 71 5.1.3.1 Ciclo de rotomoldeo ......................................................................................... 71 5.1.3.2 Relación de velocidad ........... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .......... 73 5.2 Propiedades de los biocompositos .................................................................................. 74 5.2.1 Propiedades térmicas ............................................................................................... 74 5.2.2 Densidad y porosidad de los biocompositos ........................................................... 77 - ii - Índice 5.2.3 Absorción de agua ................................................................................................... 78 5 .2.4 Morfología de los biocompositos ............................................................................ 81 5.2.5 Propiedades de tensión ............................................................................................ 82 5.2.6 Propiedades de flexión ........ .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. .......... 86 5.2.7 Resistencia al impacto ............................................................................................. 87 5.2.8 Dureza ...................................................................................................................... 89 5.2.9 Predicción del espesor de los biocompositos rotomoldeados .................................. 90 5.2.9.1 Modelo matemático .......................................................................................... 91 5.2.9.2 Espesor de los biocompositos rotomoldeados .............................. .. ...... .. .......... 94 5.2.9.3 Efecto en el costo de materiales y tiempo de procesamiento ........................... 96 5.2.9.4 Efecto en las propiedades mecánicas ................................................................ 98 5.3 Efecto del proceso de biodegradación en las propiedades de los biocompositos ......... 100 5 .3 .1 Pérdida de peso ...................................................................................................... 100 5.3.2 Efecto en las propiedades térmicas ........................................................................ 106 5.3.3 Efecto en la morfología ......................................................................................... 110 5.3.4 Efecto en el ambiente químico .................... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ........ 116 5.3.5 Efecto en las propiedades mecánicas ..................................................................... 118 5.4 Biodegradabilidad y cinética de mineralización ........................................................... 123 5.4.1 Caída de presión en los respirómetros ................................................................... 123 5.4.2 Producción de C02 por efecto de la biodegradación ............................................. 124 5.4.3 Mineralización ............................................. .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ........ 128 5.4.4 Ajuste de la cinética de biodegradación ................................................................ 132 6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................... 137 6.1 Conclusiones ................................................................................................................. 138 6.2 Recomendaciones ......................................................................................................... 140 7 APÉNDICES ................................................................................................................. 141 7.1 Apéndice A ................................................................................................................... 141 7.2 Apéndice B ................................................................................................................... 142 8 REFERENCIAS ........................................................................................................... 155
dc.formatapplication/PDF
dc.language.isospa
dc.publisherBiblioteca Digital wdg.biblio
dc.publisherUniversidad de Guadalajara
dc.rights.urihttps://wdg.biblio.udg.mx/politicasdepublicacion.php
dc.titleEFECTO DEL PROCESO DE BIODEGRADACIÓN AEROBIA SOBRE LAS PROPIEDADES FÍSICAS, MECÁNICAS Y TÉRMICAS DE MATERIALES COMPUESTOS DE POLI(ÁCIDO LÁCTICO) Y FIBRAS DE AGAVE
dc.typeTesis de Doctorado
dc.rights.holderUniversidad de Guadalajara
dc.rights.holderCisneros López, Erick Omar
dc.coverageGuadalajara, Jalisco, México
dc.type.conacytDoctoralThesis-
dc.degree.nameDOCTORADO EN CIENCIAS EN PROCESOS BIOTECNÓLOGICOS-
dc.degree.departmentCUCEI-
dc.degree.grantorUniversidad de Guadalajara-
dc.rights.accessopenAccess-
dc.degree.creatorDOCTOR EN CIENCIAS EN PROCESOS BIOTECNÓLOGICOS-
Aparece en las colecciones:CUCEI

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