OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES COMPUESTOS DE FIBRAS Y CELULOSA DE AGAVE ATROVIRENS Y MATRIZ DE POLIPROPILENO

  • Gonzalo Canche Escamilla Centro de Investigación Científica de Yucatán
  • Ingrid Arianna Ortiz Reyes
  • Santiago Duarte Aranda
Palabras clave: materiales compuestos, Agave atrovirens, polipropileno, fibras naturales, celulosa

Resumen

El aprovechamiento industrial para la producción de pulque, en las zonas desérticas de México, genera una gran cantidad de residuos lignocelulósicos, viables de ser aprovechados en la obtención de materiales compuestos con la fibra entera o con la celulosa extraída, otorgándoles valor agregado al mencionado desperdicio. En esta investigación se prepararon materiales compuestos de polipropileno (PP) y residuos de la hoja Agave Atrovirens. Se utilizaron las fibras y la celulosa extraída de la misma, con el fin de comparar las propiedades mecánicas a tensión de los materiales compuestos. Se realizó la caracterización fisicoquímica de las fibras y celulosa, además de realizar pruebas mecánicas a tensión de las fibras por sí solas. La presencia de fibras enteras o celulósica modifican notoriamente las propiedades de la matriz de polipropileno, disminuyendo la resistencia a la tracción y la deformación en el material compuesto respecto a la matriz, pero incrementado el módulo elástico al tener las fibras una alta rigidez. La resistencia a la tensión se mantuvo constante con el incremento en el contenido de fibras debido a la acción de agente de acoplamiento empleado (PP-AM).

Citas

Bledzki A.B., Mamun A.A., Volk J. (2010) Physical, chemical and surface properties of wheat husk, rye husk and soft wood and their polypropylene composites. Composites: Part A. 41: 480-488.
Brugnago R.J., Satyanarayana K.G., Wypych F., Pereira Ramos L. (2011)The effect of steam explosion on the production of sugarcane bagasse/polyester composites. Composites Part A 42 (4), 364-370
Carrillo-Nieves D., Rostro Alanís M.J., De la Cruz Quiroz R., Ruiz H.A. Iqbal H.M.N., Parra-Saldívar R. (2019). Current status and future trends of bioethanol production from agro-industrial wastes in Mexico. Renewable and Sustainable Energy Reviews 102, 63-74
Castillo-Lara J.F., Flores-Johnson E.A., Valadez-González A., Herrera-Franco P.J., Carrillo J.G., González-Chi P.I., Li Q.M. (2020). Mechanical Properties of Natural Fiber Reinforced Foamed Concrete. Materials 2020, 13, 3060.
Cordier M., Uehara T. (2019). How much innovation is needed to protect the ocean from plastic contamination? Science of The Total Environment 670, 789-799
Cuevas-Carballo Z. B., Duarte-Aranda S., Canché-Escamilla G. (2017). Properties and biodegradability of thermoplastic starch obtained from granular starches grafted with polycaprolactone, International Journal of Polymer Science 3975692, 1-13.
Chauhan V., Kärki T., Varis J. (2019). Review of natural fiber-reinforced engineering plastic composites, their applications in the transportation sector and processing techniques. J. Thermoplastic Composite Materials. First Published November 27, 2019 Review Article. https://doi.org/10.1177/0892705719889095.
Eriksen M.K., Pivnenko K., Olsson M.E., Astrup T.F. (2018). Contamination in plastic recycling: Influence of metals on the quality of reprocessed plastic. Waste Management Volume 79, 595-606
Fonseca-Prieto F., Canché-Escamilla G., Chavarría-Hernández J.C., Duarte-Aranda S. (2014) Characterization of lignocellulosic residues oh henequen and their use as a bio-oil source. Biomass Conversion. Biorefinery 4, 95-104
Gassan J., and Bledzki K. (2020) Possibilities to improve the properties of natural fiber reinforced plastics by fiber modification Jute polypropylene composites. App. Comp. Mat. 7: 373-385.
Gholampour A., Ozbakkaloglu T. (2020) A review of natural fiber composites: properties, modification and processing techniques, characterization, applications. J Mater Sci. 55: 829-892.
Gunti R., Ratna Prasad A.V., Gupta A.V.S.S.K.S. (2016). Mechanical and Degradation Properties of NaturalFiber-Reinforced PLA Composites: Jute, Sisal,and Elephant Grass. Polymer Composite 39 (4), 1126-1136.
Mejri M., Toubala L., Cuillière J.C., François V. (2017). Fatigue life and residual strength of a short- natural-fiber-reinforced plastic vs Nylon Composites Part B: Engineering 110, 429-441
Naranjo, C. D. D., Alamilla-beltrán, L., Gutiérrez-lopez, G. F., Terres-rojas, E., & Solorza-, J. (2016). Isolation and characterization of cellulose obtained from Agave salmiana fibers using two acid-alkali extraction methods Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas 7 (1), 31–43.
Pérez-Fonseca A., Arellano M., Rodrigue D., Gonzalez-Nuñez R., Robledo-Ortíz J. (2016) Effect of Coupling Agent Content and Water Absorption on the Mechanical Properties of Coir-Agave Fibers–Reinforced Polyethylene Hybrid Composites. Polymer Composites 37 (10), 3015-3024
Qiu W., Zhang F., Endo T., Hirotsu T. (2003). Preparation and Characteristics of Composites of High- Crystalline Cellulose with Polypropylene : Effects of Maleated Polypropylene and Cellulose Content. J, Applied Polymer Sciecne 87 (2), 337-345
Reddy N., Yang Y. (2015) Biocomposites Using Lignocellulosic Agricultural Residues as Reinforcement. Innovative Biofibers from Renewable Resources. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
Romero-López M.R., Osorio-Díaz P., Flores Morales A., Robledo N., y Mora-Escobeno R. (2015) Chemical composition, antioxidant capacity and prebiotic effect of aguamiel (agave atrovirens) during in vitro fermentation. Revista Mexicana de Ingeniería Química 14 (2): 281-292.
Sanchez-Olivares G., Rabe S., Pérez-Chávez R., Calderas F., Schartel B. (2019). Industrial-waste agave fibres in flame-retarded thermoplastic starch biocomposites. Composites Part B: Engineering 77, 107370
Sanjay, M. R., Madhu, P., Jawaid, M., Senthamaraikannan, P., Senthil, S., Pradeep S. (2018). Characterization and properties of natural fiber polymer composites : A comprehensive review. Journal of Cleaner Production, 172, 566–581.
Zhang Y., Gan T., Luo Y., Zhao X., Hu H., Huang Z., Huang A., Qin X. (2014). A green and efficient method for preparing acetylated cassava stillage residue and the production of all-plant fibre composites. Composites Science and Technology 102: 139-144.
Publicado
2021-08-24
Sección
Artículos de Investigación