Procesos de mezcla y propiedades en materiales compuestos de matriz termoplástica reforzados con fibras de celulosa obtenidos mediante extrusión

Abstract

Se han obtenido materiales compuestos polipropileno/fibras residuales de pasta de celulosa en una extrusora co-rotante de doble husillo. Se han obtenido distintos materiales compuestos utilizando cuatro tipos de polipropileno como matriz (MOPLEN 500N, 500R, 548R y 648U) y tres configuraciones de husillo distintas (denominadas C1, C3 y C5) diseñadas para producir distinto grado de mezcla dispersivo y distributivo. El contenido de fibras de celulosa en los materiales compuestos ha variado entre un 20 y un 50%, en peso. Se han obtenido materiales compuestos sin ningún agente de acoplamiento y con un 1.5 y un 3%, en peso, de un polipropileno maleado. Se han analizado los efectos conjuntos de la composición y condiciones de mezcla de los materiales compuestos indicados sobre la atrición experimentada por las fibras utilizadas como refuerzo, así como sobre las propiedades reológicas, mecánicas, térmicas y físicas de los materiales compuestos obtenidos. La atrición que experimentan las fibras no se inicia con la rotura de las fibras más largas, sino que afecta por igual a todas, independientemente de su longitud. Parece existir un umbral de energías conferidas a las fibras durante el proceso de mezcla y amasado de los materiales compuestos que condiciona la magnitud de los esfuerzos conferidos a las fibras de refuerzo por las distintas configuraciones de husillo utilizadas y, por ende, el grado de atrición experimentado por las fibras. Dicha atrición está asimismo condicionada por el contenido de fibras y de polipropileno maleado en el material compuesto. Las curvas de viscosidad de los materiales compuestos polipropileno/fibras residuales de pasta de celulosa ponen de manifiesto su carácter pseudoplástico. Los resultados obtenidos revelan que el empleo de un polipropileno de menor índice de fluidez no siempre da lugar a un aumento de la viscosidad de los materiales compuestos. El polipropileno de menor índice de fluidez experimenta, en algunos casos,