Resumen
El estudio actual investiga la reciclabilidad de las mezclas de botellas de agua (PET) y películas de plástico (LLDPE) reforzadas con biocarbón, para desarrollar materiales biocompuestos sostenibles con más del 95% de material reciclado. El agente de refuerzo (biocarbón) se ha hecho mediante la pirólización de los residuos de café molido a una temperatura elevada. Una mayor adherencia y refuerzo interfacial conduce a una mejora en el módulo de flexión (55%) y el módulo de almacenamiento (38%) del material biocompuesto con biocarbón obtenido por pirólisis a 900°C. La presencia de menor tamaño de partícula y módulo de biocarbón relativamente más alto (900°C) en comparación con el biocarbón (500°C) resulta en una resistencia en el movimiento de la cadena de polímeros por lo tanto mejora el módulo de tensión del biocompuesto en un 39%. El cálculo teórico del factor de eficiencia de refuerzo (r) y del coeficiente de eficacia del refuerzo (C) indica la dispersión homogénenea del biocarbón en la matriz polimérica. En general, los biocompositos desarrollados pueden ser un candidato potencial para el desarrollo de los filamentos para la impresión 3D, así como para el embalaje rígido.
Conclusión
El biocarbono se produjo con éxito utilizando café molido usado mediante un proceso de pirólisis lenta a diferentes temperaturas. Se encontró que el rendimiento de biocarbono fue de ∼27% y ∼21% para temperaturas de pirólisis de 500 °C y 900 °C, respectivamente. El biocarbono se utilizó eficazmente como agente de refuerzo en la mezcla de PET reciclado y LLDPE. Se encontró un mayor contenido de carbono (∼76%) para el biocarbono pirolizado a 900 °C en comparación con el biocarbono (∼67%) pirolizado a 500 °C. Además, se encontró que la incorporación de un 5% de biocarbono pirolizado a 500 °C y un 10% de biocarbono pirolizado a 900 °C en los biocompuestos fabricados (con 5% de compatibilizante y extensor de cadena de 1 phr) tienen una resistencia a la tracción y a la flexión comparables. Se encontró una mejora significativa de ∼55% en el módulo de flexión para el biocompuesto con biocarbono pirolizado a mayor temperatura debido a su módulo inherente, como lo confirma el mapa de módulos de AFM. Además, se encontró una mejora en la temperatura de deflexión térmica y el coeficiente de expansión térmica lineal. El análisis termomecánico sugiere una mejora en el módulo de almacenamiento en un 18% y un 38% para el biocompuesto con biocarbono pirolizado a 500 °C y 900 °C, respectivamente. Las propiedades reológicas de los biocompuestos sugieren que el material preparado tiene una viscosidad compleja para aplicaciones de impresión 3D. En general, el biocompuesto producido tiene alrededor de más del 95% de materiales sostenibles que pueden ser un candidato potencial para usos industriales como envases rígidos y aplicaciones de fabricación aditiva. Este esfuerzo es una instancia para reciclar materiales de desecho en productos de valor agregado para reducir el impacto ambiental global.
Información tomada del Respositorio Elsevier
