INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGÍA INDUSTRIAL 1

MATERIALES COMPUESTOS POLIPROPILENO - FIBRAS VEGETALES:
ESTUDIO DE COPOLIMEROS POLIPROPILENO – ANHÍDRIDO MALEICO
COMO AGENTES DE ACOPLE

L.E. KRAUSE SAMMARTINOI, M. M. REBOREDOII, M. I. ARANGURENII

(i)INTI-Plásticos
(ii)Facultad de Ingeniería – Universidad Nacional de la Plata (FI-UNLP)

Introducción
En las últimas dos décadas, las cargas y
refuerzos vegetales han despertado el interés de
investigadores y diseñadores, por las ventajas
técnicas, económicas, ecológicas y ambientales
que pueden derivarse de su empleo junto con
matrices termoplásticas. Dado que la naturaleza
polar de las fibras vegetales las hace
incompatibles con matrices poliméricas tales
como polipropileno (PP), resulta de suma
importancia conocer el efecto del agregado de un
agente de acople, como el PP-g-AM, que permita
mejorar la compatibilidad fibra/matriz y, por lo
tanto, las propiedades mecánicas del material[1-3].
La funcionalización del PP consiste en injertar
anhídrido maleico (AM) en presencia de un
peróxido orgánico ya sea en estado fundido, en
solución o en estado sólido. Los métodos más
utilizados son los de estado fundido y, en
particular, la extrusión reactiva[4]. Los PP-g-AM
utilizados en este trabajo fueron obtenidos por
modificación química del PP en estado fundido, en
Reómetro de Torque Haake, utilizando Perkadox
14 (Akzo) como iniciador de la reacción de
injerto.
Se trabajó con dos especies vegetales de
disponibilidad local y se estudió el efecto del
agregado del PP-g-AM sobre el comportamiento
del material en tracción.

Descripción Experimental
Para la producción de los materiales
compuestos se utilizó PP (MFI 8 g/10 min,
Petroken). Las hojas del material vegetal fueron
molidas y tamizadas. Se utilizó la fracción
comprendida entre 0,595 mm y 0,420 mm. Se
incorporaron dos PP-g-AM: PP-g-AM 4 (MFI 19,1
g/10 min, 0,17% AM injetado) y PP-g-AM 8 (MFI
19,5 g/10 min, 0,46% AM injertado). Los
componentes previamente secados se mezclaron
en cámara Brabender a 180 ºC y 60 rpm durante
8 min. Se moldearon por compresión probetas de
tracción que fueron ensayadas a 5 mm/min. Se
tomó el valor promedio de por lo menos cinco
probetas ensayadas para cada una de las
muestras.

Resultados
Se determinó la composición que optimizaba
las propiedades de tracción de estos materiales
por variación sistemática de los contenidos de
fibras y agente de acople. Los resultados
mostraron que un contenido de 50 % en peso de
fibras produjo una mejora en los valores de
Módulo de Young de aproximadamente 57 %,
manteniendo la Tensión Máxima en valores
similares a los del PP (32 MPa). En cuanto al
contenido de PP-g-AM se observó que alrededor
de un 5 % en peso constituye la cantidad
necesaria de agente de acople que optimiza las
propiedades analizadas. Una vez determinada la
composición de los compuestos, se procedió a
estudiar la influencia del contenido de AM
injertado en el agente de acople sobre su
comportamiento a tracción, manteniendo
constante el MFI de los PP-g-AM. En la Figura 1
se muestran los resultados obtenidos para la
Tensión Máxima.

0
5
10
15
20
25
30
35
0% PP-g-AM 5% PP-g-AM 4 5% PP-g-AM 8
Te
n
si
ón

M
áx
im
a
(M
Pa
)


Fig. 1: Influencia del porcentaje de AM injertado en los PP-g-
AM. ([o] Palmera; [∴] Junco)

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Conclusiones
Se observa que los compuestos elaborados
con PP-g-AM 8 (0,46 % de AM injertado)
muestran los valores máximos de Resistencia a la
Tracción (Tensión Máxima). Estos valores son
menores para los comuestos que contienen PP-g-
AM 4 (0,17 % de AM injertado) y aún más bajos
para los compuestos que no tienen agente de
acople, especialmente aquellos reforzados con
fibras de palmera.
Podemos concluir que un aumento en el grado
de injerto del PP-g-AM mejoró notablemente la
adhesión entre fibras y matriz favoreciendo la
transmisión de tensiones, lo que se vió reflejado
en un aumento de la Resistencia a la Tracción.
Los valores de Módulo de Young de los
compuestos estudiados mostraron que a pesar de
su irregularidad, las fibras utilizadas produjeron
un importante efecto de refuerzo.

Referencias
[1] Chen, X., Guo, Q., Mi, Y., J. Appl. Polym. Sci., 69,
1891-1899 (1998)
[2] Takase, S., Shiraishi, N., J. Appl. Polym. Sci., 37,
645-659 (1989)
[3] Gauthier, R., Joly, C., Coupas, A.C., Gauthier, H.,
Escoubes, M., Polym. Comp. 19, 287-300 (1998)
[4] Moad, G., Prog. Polym. Sci, 24, 81-142 (1999)


Para mayor información contactarse con:
Estela Krause – krauseco@inti.gov.ar