Biofibras en materiales compuestos y nanocompuestos

VALLEJOS M. E.

Posadas, Misiones

Jornada; IX Jornadas Científico - Tecnológicas FCEQyN-UNaM; 2015

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

En este trabajo se presentan algunos avances en el desarrollo demateriales compuestos y nanocompuestos que usan fibras lignocelulósicas (biofibras)o nanofibras de celulosa como refuerzo o carga de polímeros. Además se muestranalgunos trabajos sobre este tema que fueron realizados en el Programa deCelulosa y Papel.El empleo de las fibras lignocelulósicas surge como una respuesta a lasdemandas de productos que no comprometan la calidad del medio ambiente debido asu carácter renovable y biodegradable. Esta demanda ha obligado a losfabricantes a considerar el impacto medioambiental de sus productos en todaslas etapas de su ciclo de vida (procesamiento, materiales producidos, reciclajey disposición final). Además de esto, la gran disponibilidad de fibraslignocelulósicas provenientes de plantas anuales y residuos agroforestales hagenerado un fuerte interés en nuevas investigaciones en el campo de la cienciade los polímeros y de la ingeniería de los procesos industriales que permitanel aprovechamiento y valorización de estas fibras. Los polímeros, en general, presentan bajas propiedades mecánicas, por loque se suele 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 debarco, productos para la construcción, mobiliario y productos para el hogar.En los últimos años se viene estudiando intensamente el uso de las fibrascelulósicas para la producción de nanofibras de celulosa debidas a suspropiedades únicas, su carácter renovable y gran disponibilidad. Las nanofibrasde celulosa son fibrilas elementales o agregados de estas fibrilas que tienenun diámetro entre 10 y 100 nm y varios micrómetros de longitud. Estasnanofibras poseen una óptima capacidad de refuerzo de polímeros debido a sugran área superficial y buenas propiedades mecánicas. Además de sus propiedadesmecánicas, las nanofibras presentan propiedades eléctricas, ópticas,magnéticas, ferromagnéticas, y conductoras. La incorporación de nanotecnología a la cadena de valor de la industriaforestal nacional supone un impacto revolucionario sobre la utilización convencionaly actual de los recursos forestales, suponiendo una importante ampliación delas oportunidades productivas de dicho sector. La industria celulósica tiene unenorme potencial para adaptar sus procesos para la producción de materiales apartir de fibras celulósicas y de las nanofribras que se pueden obtener apartir de la deconstrucción de estas fibras.