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https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/7938| Title: | MODIFICACIÓN QUÍMICA DE CÁSCARAS DE PISTACHE PARA APLICACIONES CON MATRICES POLIMÉRICAS PARA OBTENER UN MATERIAL COMPUESTO |
| Authors: | Olivares Ubaldo, Maria Alejandra |
| Issue Date: | 2024-04-01 |
| Publisher: | Tecnológico Nacional de México |
| metadata.dc.publisher.tecnm: | Instituto Tecnológico de Ciudad Madero |
| Description: | Las poliolefinas son un tipo de termoplásticos; siendo el Polipropileno (PP) uno de los materiales más relevantes por estas 3 razones. Primero, tiene muy buenas propiedades como alta temperatura de fusión y una inercia química con la fabricación de bajo costo el cual llega a ser óptimo para aplicaciones de larga duración. Segundo, el PP es un material muy versátil en sus diseños estructurales y sus propiedades mecánicas son alcanzables. Teerccero, al utilizar rellenos o agentes de refuerzo y mezclarlos con el Polipropileno se obtienen diferentes estructuras morfológicas las cuales dan mejores características. Los refuerzos se clasifican en dos grupos: particulas y fibras. Las particulas se llaman rellenos o refuerzos si presentan una buena adhesion interfacial. Se agregan a los polimeros para r los costos y para aplicacione especificas. Estas pueden lograr aumenta la tenacidad, mejorar la resistencia quimica, la resistencia en compresión y la estabilidad dimensional de la matriz. Ademas, llegan a mejoraar las propiedades térmicas en algunos casos y añaden resistencia mecanica. El comportamiento del material compuesto no solo depende de las propiedades individuales de los dos componentes, sino también del tamaño, forma y del grado de adhesión entre el relleno y la matriz. Por definición, un material compuesto consiste en dos o más componentes con fases físicamente separables; los cuales tienen propiedades físicas y químicas diferentes que cada uno conservan individualmente y al combinarse producen mejoras que serían incapaces de producir de manera individual. Para la obtención de materiales compuestos de partículas naturales, se utilizan polímeros específicos como matriz, mientras que las partículas de diferentes tamaños de lignocelulosa obtenidos de partes de plantas, semillas, cáscaras, entre otros; sirven como relleno. Recientemente algunos polímeros orgánicos como la celulosa, lignina y hemicelulosa se han obtenido de la biomasa mediante pretratamientos ácidos y alcalinos con el objetivo de deslignificar e hidrolizar la hemicelulosa de los materiales lignocelulósicos para facilitar el acceso de las enzimas celulosas sobre la celulosa. Los materiales compuestos llegan a tener una ventaja sobre los materiales convencionales debido al relleno lignocelulósico llegando a mostrar cambios significativos en propiedades mecánicas de tensión, impacto, flexión y propiedades térmicas de degradación, estabilidad, entre otras. Además, x el uso de este material lo hace más respetuoso con el medio ambiente en comparación a cualquier otro y su procesamiento más económico. En el presente trabajo se propone estudiar las propiedades térmicas modificando la matriz polimérica de PP obtenido de la empresa Indelpro y utilizando cáscara de pistache como relleno para la obtención de un material compuesto. Se prepararon mezclas modificadas químicamente con diferente contenido de partículas (2-10 phr) utilizando el método de mezcla de fusión en una cámara de mezclado. Las partículas tratadas químicamente (PTx) se realizaron por separado con soluciones de H2SO4 y NaOH. De acuerdo a la Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) y al Análisis Termogravimétrico (TGA) realizado, las partículas de cáscara de pistache tratadas químicamente mostraron la remoción de lignina y hemicelulosa. El Análisis Termogravimétrico indicó que la temperatura más alta de degradación fue para el PP y se disminuyó con el aumento en el porcentaje de carga de cascara de pistache (2-10 phr) con ambos tratamientos mostrando que los compuestos se descomponen antes indicando que no hay una mejora en la estabilidad ya que disminuye su estabilidad térmica; correspondería que el material tardará menos en degradarse. El Análisis Dinámico Mecánico (DMA) mostró que la adición de las partículas con y sin tratamiento aumentó la rigidez de los compuestos y desplazó el módulo de almacenamiento a valores más altos en todo el rango de temperatura medida; los mejores resultados con NaOH se encontraron con una PTx de 10 phr, para H2SO4 con una PTx de 8 phr. Se observó en el Análisis de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) que las temperaturas de fusión (Tm) y de cristalización (Tc) no tuvieron cambios significativos con la adición de partículas con y sin tratamiento. Los datos de entalpía de fusión y cristalización disminuyeron con las partículas sin tratamiento y con tratamiento alcalino. Para los compuestos con tratamiento ácido, se mostró un aumento en las entalpías, en el compuesto PP-PTxA6, lo que indicaría un efecto en la cristalinidad de los compuestos. En las pruebas de impacto realizadas mostraron una tendencia que indicó que los compuestos no mejoraron al ir aumentando la carga de partículas; se fue requiriendo menos energía lo que indicaría que para los compuestos, las cargas disminuyeron la resistencia en comparación del PP puro. Mediante las imágenes que se obtuvieron en la técnica SEM se confirma una mejor interacción entre la matriz polimérica de PP y el componente celulósico de las partículas en los compuestos a xi los que se les realizaron tratamientos químicos; mostrando superficies más lisas en comparación con los compuestos formados por el PP puro y las partículas sin algún tratamiento químico. A través de DRX los compuestos PP-PTxA10 y PP-PTxB10, a los que se les realizó un tratamiento ácido y alcalino; respectivamente, fueron los que mostraron la menor intensidad en los picos de los difractogramas. Los resultados de DSC y DRX tuvieron la misma tendencia al obtener valores más altos de cristalinidad para las cargas pequeñas y valores más pequeños para las cargas más grandes. El tratamiento ácido fue el que tuvo valores más altos en comparación con los otros compuestos, siendo el compuesto PP-PTxA6 el que obtuvo un valor más alto que el PP puro. |
| metadata.dc.type: | info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Appears in Collections: | Maestría en Ciencias en Ingeniería Química |
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