OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN TERMO-MECÁNICA DE MATERIALES COMPUESTOS EXTRUIBLES A BASE DE PLA/FIBRA DE PINO/CaCO3 PARA SU APLICACIÓN EN OBJETOS DE UN SOLO USO MOLDEADOS POR INYECCIÓN.

Abstract

En el presente estudio, se elaboraron materiales compuestos a partir de poli(ácido láctico) (PLA), fibra de pino y carbonato de calcio (CaCO3) por extrusión, composiciones selectas, se moldearon mediante el proceso de inyección para obtener cubiertos. Previo a la elaboración de los materiales compuestos, se realizaron pruebas de fluidez para determinar las condiciones de procesamiento de los materiales compuestos. Se observó, que el contenido de fibra y CaCO3 disminuyen el índice de fluidez. Sin embargo, cuando se añadió alto contenido de CaCO3 (30%) se aminora el decaimiento del índice de fluidez. Se encontró que la fibra de pino y el CaCO3 incrementaron el módulo de Young hasta en un 100 % y el módulo de flexión hasta en un 56 % en los materiales compuestos, cuando se disminuye la concentración de la matriz polimérica en un 30 %. Por otra parte, se redujeron los esfuerzos de tensión, flexión, y deformación a la rotura. En las pruebas de impacto se encontró que la presencia de CaCO3 aumenta la resistencia hasta en un 16 % comparado con el PLA. Se seleccionaron 4 formulaciones, como muestras significativas para el análisis térmico, la microscopía electrónica de barrido y espectroscopia de infrarrojo. En el análisis térmico por calorimetría se evaluaron los efectos en la variación de la temperatura de transición vítrea, los puntos de fusión y la cristalización del material compuesto debido a las variaciones de la concentración de fibra-CaCO3 en la matriz polimérica. Mediante TGA se analizó la descomposición de material. Mediante las micrografías se estudió la morfología del material compuesto con la carga de CaCO3 y la fibra. La interacción PLA-fibra-CaCO3 se analizó mediante espectroscopía de infrarrojo de transformadas de Fourier (FTIR). Se realizaron pruebas de biodegradación en dos de los materiales compuestos con las mayores concentraciones de fibra de pino correspondientes a las composiciones de 70 y 60% PLA. Se determinó la degradación de los materiales compuestos en un proceso de compostaje a lo largo de 59 días en condiciones controladas. Los cuatro materiales compuestos se procesaron y reciclaron mediante el proceso de inyección, obteniendo los cubiertos (tenedor, cuchara y cuchillo) como producto final, de los cuales se evaluó el esfuerzo de flexión como una propiedad relevante de estas piezas.