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Tratamiento químico y caracterización de fibras naturales de yute y fique como agentes de refuerzo de poliuretano

Resumen

Las fibras naturales son extraídas del tallo de las plantas, de sus hojas o de sus semillas, estas fibras en los últimos años han encontrado aplicación como refuerzo en matrices poliméricas. Para esto es necesario someter la fibra a tratamientos químicos para remover impurezas en la fibra y mejorar su adhesión interfacial en materiales hidrófobos como polímeros y así formar lo que se conoce como compositos. En este trabajo de investigación se emplearon fibras naturales (fique y yute) para ser modificadas superficialmente mediante la aplicación de diferentes tratamientos químicos: hidróxido de sodio (4, 5 y 6%), acetilación, silanización e isocianato, con el fin de mejorar su hidrofobicidad, inicialmente se utilizó hidróxido de sodio para remover contenido de lignina y hemicelulosa presentes y que este sirviera como pre –tratamiento antes de los tratamientos químicos posteriores. Las fibras pre –tratadas y modificadas fueron caracterizadas por espectroscopia infrarroja (FTIR –ATR), que permitió comprobar la eliminación parcial de lignina y hemicelulosa luego del tratamiento con NaOH, después de la aplicación de los otros tratamientos empleados se observaron bandas características que corroboraron la efectividad de cada uno de ellos. Las fibras también se caracterizaron por Difracción de Rayos X (DRX) donde se calculó el grado de cristalinidad de las fibras y se evidenció que los pre –tratamientos así como los tratamientos aumentaron este grado de cristalinidad. Mediante análisis termogravimétrico (TGA) se pudo determinar que la estabilidad térmica aumentó en las fibras tratadas químicamente en comparación con las no tratadas y las pre –tratadas y por último se realizaron pruebas de mojabilidad, donde las fibras tratadas se impregnaron con el polímero poliuretano y se evaluó su capacidad de adhesión a la matriz polimérica, mediante ensayos de tracción, se determinó que las fibras silanizadas y las tratadas con isocianato a 54°C permitieron mejor adhesión interfacial fibra –matriz.