Formulació i caracterització de materials compostos de polipropilè reforçat amb fibres lignocel·lulòsiques procedents de poda de taronger. Estudi del seu ús per a materials aplicables a la construcció

Abstract

Esta tesis doctoral y todo el trabajo experimental se ha realizado dentro las líneas de trabajo del grupo de investigación, Laboratorio de Ingeniería Papelera y Materiales Polímeros (LEPAMAP) de la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Girona. Las fibras de refuerza con las que se ha trabajado provienen de la biomasa resultante de la poda de naranjos. Dicha biomasa se ha procesado para extraer tres tipos de fibras, mecánicas, termomecánicas y químico-termomecánicas. En trabajo consta de una introducción general donde se justifica el uso de las podas de naranjo como fibras de refuerzo, teniendo en cuenta el impacto ambiental de otros escenarios. Del mismo modo también se incluyen los objetivos generales de la tesis. Por otra parte, se ha creído conveniente introducir una sección con todos los materiales, instalaciones y métodos que se han usado. Aunque estos datos están presentes en los artículos incluidos, este capítulo permite introducir observaciones que, dadas las limitaciones de espacio que imponen los artículos, no están presentes en los mismos. Los artículos siguen el hilo conductor de la tesis. Así pues, en el primer artículo se estudia la micromecánica de la interfase entre las fibras y la matriz. La optimización del porcentaje de agente de acoplamiento permite asegurar los valores más elevados de resistencia a la tracción, a la vez que calcular las principales propiedades intrínsecas de las fibras, con respecto a la resistencia a la tracción. En el segundo artículo se trata la evolución de la resistencia a la tracción a medida que se añaden fibras de refuerzo. La evolución lineal de las propiedades permite asumir que la interfase entre las fibras y la matriz es bastante buena. Las propiedades que se obtienen están en línea con los obtenidos con otros refuerzos ligno-celulósicos. En el tercer artículo se estudia la evolución del módulo de Young y su micromecánica. La evolución del módulo también es lineal respecto a la cantidad de fibras de refuerzo usadas. Las propiedades micromecánicas y macromecàniques también están en línea con la de otros materiales compuestos reforzados con fibras naturales. En el cuarto artículo En el cuarto artículo se realiza un estudio de las propiedades térmicas de los composites ya que en general la adición de fibras da menos estabilidad dimensional que la matriz por sí misma. La degradación del composite se dio en dos fases diferenciadas, la del refuerzo, cerca de los 250ºC y la de la matriz, por encima de los 340ºC. Por último, se exploran las propiedades como aislante sonoro de los materiales estudiados. Este último artículo abre las puertas al uso de los materiales en el mundo de la construcción, ya que los datos de aislamiento acústico que se obtienen están por encima de las que ofrecen soluciones constructivas más clásicas, como los paneles de yeso. La tesis muestra las posibilidades de los materiales compuestos de polipropileno reforzado con fibras provenientes de podas de naranjo, siendo estos por un lado presumiblemente más sostenibles que los que usan fibra de vidrio como refuerzo, y por otro lado valorizan un subproducto agroindustrial, aumentando cadena de valor agraria, y evitando su incineración.