Caracterización Mecánica y Térmica de Ácido Poliláctico (PLA) Reforzado con Polvo de Bambú (PB)

Abstract

El empleo de polímeros biodegradables como el ácido poliláctico (PLA) ha crecido notablemente debido a su bajo impacto ambiental. Sin embargo, las propiedades mecánicas y térmicas de estos materiales presentan limitaciones para ampliar sus campos de aplicación. Una opción para mejorar las propiedades mecánicas y térmicas del PLA es reforzarlo con material lignocelulósico, constituyendo así un material compuesto como la madera plástica de bajo impacto ambiental y con potenciales aplicaciones como sustituto de la madera convencional. Si se considera que el bambú es renovable en corto tiempo respecto a otras maderas, además de tener buenas propiedades estructurales y a su alta disponibilidad en diversas zonas geográficas del Ecuador, se puede predecir que el polvo de bambú (PB) producto del residuo de los aserraderos es un refuerzo interesante para el procesamiento de madera plástica. Este artículo describe la preparación mediante los procesos de extrusión y moldeo por inyección de material compuesto con matriz polimérica de PLA reforzado PB en tres composiciones en peso (5, 10, 15%) y con tres diferentes tamaños de partículas (600, 250 y 150 µm). Las propiedades mecánicas evaluadas fueron: resistencia a la tracción, resistencia a la flexión y dureza; para lo cual se siguieron los parámetros de normas ASTM en cuanto a las características de las probetas y condiciones de ensayos. Los resultados obtenidos de la caracterización mecánica evidencian que el módulo de elasticidad aumenta hasta un 30% en el material compuesto respecto al material matriz. Las propiedades térmicas se estudiaron mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), análisis termogravimétrico (TGA) y análisis termomecánico (TMA). Propiedades como grado de cristalinidad y coeficiente de expansión térmica lineal mejoraron debido a que el polvo de bambú actúa como agente de nucleación natural, lo que favorece a la cristalización del material compuesto y mejora sus propiedades, mientras que la temperatura de degradación disminuyó debido a la inclusión de un material orgánico en el polímero.