Biofibras en materiales compuestos y nanocompuestos

VALLEJOS, M.E.

Posadas, Misiones

Jornada; IX Jornadas Científico-Tecnológicas de Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales - UNaM; 2015

Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Misiones

En este trabajo se presentan algunos avances en eldesarrollo de materiales compuestos y nanocompuestos que usan fibraslignocelulósicas (biofibras) o nanofibras de celulosa como refuerzo o carga depolímeros. Además se muestran algunos trabajos sobre este tema que fueronrealizados en el Programa de Celulosa y Papel. El empleo de las fibraslignocelulósicas surge como una respuesta a las demandas de productos que no comprometanla calidad del medio ambiente debido a su carácter renovable y biodegradable.Esta demanda ha obligado a los fabricantes a considerar el impacto medioambientalde sus productos en todas las etapas de su ciclo de vida (procesamiento, materialesproducidos, reciclaje y disposición final). Además de esto, la grandisponibilidad de fibras lignocelulósicas provenientes de plantas anuales yresiduos agroforestales ha generado un fuerte interés en nuevas investigacionesen el campo de la ciencia de los polímeros y de la ingeniería de los procesosindustriales que permitan el aprovechamiento y valorización de estas fibras.Los polímeros, en general, presentan bajas propiedades mecánicas, por lo que sesuele emplear materiales de refuerzo para incrementar su resistencia y rigidez.Las fibras de vidrio, carbono y aramida son los materiales de refuerzo másempleados en la industria plástica desde hace décadas. Las fibraslignocelulósicas son una alternativa a estos materiales debido a suspropiedades intrínsecas y específicas. Los materiales lignocelulósicos poseenuna resistencia y rigidez elevadas, pueden ser procesados por inyección, ydebido a su bajo costo permiten reducir los precios de los materialescompuestos. Además, la baja densidad de los materiales lignocelulósicos permitela elaboración de productos más livianos, lo cual es beneficioso para laelaboración de productos destinados al sector del trasporte y automotriz. Porotro lado, estas fibras no son abrasivas, requieren menos medidas de seguridaden su procesamiento y permiten una mayor conservación de los equipos, si secomparan con la fibra de vidrio. Finalmente y una vez trascurrida la vida útilde los materiales compuestos, pueden ser reciclados o incinerados sin dejarresiduos sólidos. Hasta el momento, los materiales compuestos reforzados confibras lignocelulósicas se han aplicado a productos que deben soportar cargamecánicas bajas, tales como, revestimiento interior de automóviles, pallets de barco,productos para la construcción, mobiliario y productos para el hogar. En losúltimos años se viene estudiando intensamente el uso de las fibras celulósicaspara la producción de nanofibras de celulosa debidas a sus propiedades únicas,su carácter renovable y gran disponibilidad. Las nanofibras de celulosa sonfibrilas elementales o agregados de estas fibrilas que tienen un diámetro entre10 y 100 nm y varios micrómetros de longitud. Estas nanofibras poseen unaóptima capacidad de refuerzo de polímeros debido a su gran área superficial ybuenas propiedades mecánicas. Además de sus propiedades mecánicas, las nanofibraspresentan propiedades eléctricas, ópticas, magnéticas, ferromagnéticas, y conductoras.La incorporación de nanotecnología a la cadena de valor de la industria forestalnacional supone un impacto revolucionario sobre la utilización convencional y actualde los recursos forestales, suponiendo una importante ampliación de las oportunidadesproductivas de dicho sector. La industria celulósica tiene un enorme potencialpara adaptar sus procesos para la producción de materiales a partir de fibras celulósicasy de las nanofribras que se pueden obtener a partir de la deconstrucción de estasfibras.