Resumen las fibras naturales se están convirtiendo en una alternativa de bajo costo, ligero y al parecer ambientalmente mejor a la fibra de vidrio en los composites.




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títuloResumen las fibras naturales se están convirtiendo en una alternativa de bajo costo, ligero y al parecer ambientalmente mejor a la fibra de vidrio en los composites.
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ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DE LA INTERFASE DE FIBRA NATURAL REFORZADA DE POLIETILENO

RESUMEN
En el presente trabajo, se estudiaron las propiedades interfaciales de extruidos y moldeados por compresión de fibras naturales reforzadas con termoplásticos (NFRTP). La resistencia al corte interfacial de materiales de composites PE-sisal se midió mediante la prueba de la fragmentación de fibra única (SFFT). Las dificultades para obtener mediciones importantes fueron discutidas y evaluadas. Los principales problemas encontrados fueron el carácter no-transparente de la matriz, la forma irregular de las fibras, y la variabilidad en la adhesión fibra-matriz encontrada incluso en las muestras de fibra única. Las imágenes obtenidas con el Microscopio Electrónico de Barrido (SEM) de las superficies fracturadas fueron utilizadas para una evaluación cualitativa de las propiedades interfaciales de NFRTPs. El tratamiento de la fibra con ácido esteárico aumentó la resistencia al corte interfacial en un 23% con respecto a las fibras sin tratar. Las mejoras en la resistencia al corte interfacial encontrados para las muestras tratadas fueron consistentes con las observaciones de fractografos SEM.
INTRODUCCIÓN
Los composites de fibra natural han encontrado un número creciente de aplicaciones en los últimos años. Los fabricantes de automóviles han mostrado especial interés en estos materiales para la sustitución de los paneles reforzados con fibra de vidrio. Las ventajas de las fibras naturales sobre sus contrapartes tradicionales incluyen: costo relativamente bajo, bajo peso, menos daño a los equipos de procesamiento, mejor acabado superficial de piezas moldeadas (en comparación con composites de fibra de vidrio), buenas propiedades mecánicas relativa. Otra ventaja importante de las fibras naturales es que son relativamente abundantes en la naturaleza y, por tanto, pueden ser obtenidos a partir de recursos renovables. También pueden ser reciclados. Las principales desventajas de las fibras naturales son: su baja temperatura de transformación autorizada, su tendencia a formar grupos, y su naturaleza hidrofílica. 
Los datos experimentales de sus propiedades mecánicas, sobre todo cuando está probado bajo diferentes condiciones de procesamiento, han mostrado valores inconsistentes en muchos casos. 
Las características irregulares de las fibras naturales son una de las razones principales para ello. Por otra parte, las fibras naturales son hidrofílicas y muchos termoplásticos son hidrofóbicos. Esto conduce, en muchos casos, a problemas relacionados con las propiedades de la interfase de este tipo de compuestos. 
Diversos tratamientos son utilizados para mejorar la adherencia de la fibra matriz en composites reforzados con fibra natural. En la actualidad, este paso se considera crítico en el desarrollo de estos materiales. Los métodos para modificar la superficie puede ser físicos o químicos de acuerdo con la forma en que se modifique la superficie de la fibra. Otros tratamientos utilizados son el blanqueado, la acetilación y el tratamiento alcalino. El principal método químico utilizado en la modificación de superficie de las fibras naturales es el de acoplamiento químico. El agente de acoplamiento es elegido para formar enlaces químicos entre la celulosa de la fibra y la matriz de polímeros. Otros métodos químicos incluyen cambios en la tensión superficial y la impregnación de las fibras. El cambio en la tensión superficial se relaciona con la hidrofobicidad de la fibra. El uso de ácido esteárico que hidrofobiza las fibras y mejora su dispersión es un ejemplo. 



En este trabajo, las propiedades interfaciales de composites de polietileno reforzados con sisal son evaluadas por medio de la prueba de fragmentación de fibra única. Los resultados son comparados con datos cualitativos de las pruebas de caracterización morfológica.

Cardanol based matrix biocomposites reinforced with natural fibres
Alfonso Maffezzolia,*, Emanuela Calo` a, Simona Zurloa, Giuseppe Melea,

Antonella Tarziab, Cristina Stifanib
aDepartment of Innovation Engigneering, University of Lecce, Via Arnesano-73100 Lecce, Italy

bCimtecLab s.r.l., zona industriale-73100 Lecce, Italy

CARDANOL BASADO EN LA MATRIZ DE BIOCOOMPOSITES REFORZADOS CON FIBRAS NATURALES

RESUMEN
En este trabajo, se presenta la síntesis, formulación y caracterización de una resina basada en cardanol, conveneniente como composite de matriz. La reacción de policondensación entre cardanol, una base fenólica subproducto de la industria de la nuez de marañon y el formaldehído en presencia de un catalizador básico, en diferentes relaciones molares, se ha aplicado a la síntesis de un tipo de pre-polímero. Se obtuvo una resina termoestable, que contiene aproximadamente 40% de cardanol en peso, añadiendo un monómero epoxi y un catalizador ácido para el compuesto de resole. La reactividad de los distintos grupos funcionales de la mezcla fue estudiada por FTIR (Espectroscopía Infrarroja – Transformada de Fourier), mientras que el análisis calorimétrico, se ha aplicado a la definición del ciclo de curado, teniendo también en cuenta las ejecuciones mecánicas de la matriz. Se determinó la temperatura de transición vítrea (Tg) de la resina, en el rango de 42-56° C para los diferentes ciclos de curado y formulaciones, mediante análisis dinámico-mecánico. Por último, la formulación caracterizada por propiedades adecuadas y las temperaturas de curado se ha reforzado con ramié, lino, cáñamo, y con un tejido juta. También se utilizó una resina de poliéster estándar para propósitos de comparación como matriz para el mismo tejido juta. En este último caso, se han tratado dos distintos tratamientos de superficie para la superficie de la fibra a fin de mejorar las características de adhesión. El acoplamiento de fibras naturales con una matriz de base natural ha dado lugar a una cantidad de componentes naturales en el compuesto que puede alcanzar el 73% en peso. A partir de la matriz basada en el nuevo cardanol y las fibras antes mencionadas, las muestras de superficies planas se han preparado y ensayado a tracción y flexión.
INTRODUCCIÓN
La química de los recursos renovables aplicada a la producción de nuevos productos comerciales, representa una cuestión muy importante y capta la atención de los investigadores del mundo académico e industrial. 
En particular, en los últimos años, la síntesis de polímeros a partir de recursos renovables es objeto de una importante actividad investigadora, debido al incremento en los precios de los productos químicos asociados con la gasolina que se convierten en una preocupación medioambiental creciente. El Cardanol, un subproducto de base fenólica de la industria de la nuez de cajú, se obtiene por destilación de ‘‘Cashew Nut Shell Liquid’’ (CNSL), que es el nombre internacional de un aceite alquilfenólico que figura en el mesocarpo esponjoso de la nuez ''Acagiú” (Anacardium occidentalis). Los tratamientos térmicos a los que las nueces y CNSL están sujetos en procesos mecánicos ampliamente extendidos  de calcinación, determinan la descarboxilación parcial del ácido anacárdico, el principal componente del CNSL. La cadena lateral que caracteriza al fenol puede ser saturada mono, bi o tri olefínica con los dobles enlaces, respectivamente, en la posición (8), (8,11), o (8, 11, 14) y con un valor promedio de una insaturación por molécula. 
Incluso si el cardanol se ha utilizado en numerosos trabajos científicos para obtener diferentes tipos de polímeros termoestables, las aplicaciones sólo están en el campo de los frenos con resinas del tipo novolak. Muchas otras funcionalizaciones de síntesis se describen en la literatura, mientras que una completa caracterización de las propiedades de la resina líquida y de polímero reticulado es muy a menudo ausente, así como su uso como composite matriz. 
La gran disponibilidad de cardanol en las zonas tropicales podría ser explotado para la síntesis de matrices termoestables para composites, aprovechando su bajo costo. Las aplicaciones potenciales de tales matrices, en competencia con poliéster, resinas epoxi o vinilester, se relacionan con la procesabilidad y el desempeño que se podría lograr. Este estudio es realmente orientado al desarrollo de una matriz para el envolvimiento de tuberías para transporte de agua. 
En este trabajo se lleva a cabo la síntesis, formulación y caracterización de una resina basada en cardanol adecuada para la obtención de materiales de composites. 
La resina se aplica a la fabricación de vidrio y materiales compuestos reforzados con fibras naturales. En particular, se presenta una caracterización preliminar para composites reforzados con ramio corto, lino, fibras de cáñamo y tela de juta.


Natural fibres: can they replace glass in fibre reinforced plastics?
Paul Wambua*, Jan Ivens, Ignaas Verpoest
Department of Metallurgy and Materials Engineering, Katholieke Universiteit Leuven, Kasteelpark Arenberg 44 B-3001 Leuven, Belgium
Accepted 21 February 2003
LAS FIBRAS NATURALES: ¿PUEDEN SUSTITUIR AL VIDRIO EN PLÁSTICOS REFORZADOS DE FIBRA?
RESUMEN
En este trabajo, los composites de polipropileno reforzados con fibras naturales (sisal, kenaf, cáñamo, yute y fibra de coco) fueron procesadas por moldeo de compresión utilizando el método de película de apilamiento. Se probaron y compararon las propiedades mecánicas de los diferentes composites de fibras naturales. Se realizó otra comparación con las propiedades correspondientes de los composites de polipropileno reforzada con malla de vidrio en la literatura. Los composites de kenaf, cáñamo y sisal mostraron resultados en la comparación de la resistencia de tracción y módulo pero el impaco en las propiedades del cáñamo parece superar el rendimiento del kenaf. El módulo de elasticidad, resistencia al impacto y la tensión límite de composites de polipropileno reforzados con kenaf se encontraron para aumentar incrementando el peso de la fracción de fibra. Los composites de fibra de coco mostraron las menores propiedades mecánicas, pero su resistencia al impacto fue mayor que el de los composites de yute y el kenaf. Se encontró que en la mayoría de los casos las propiedades específicas de los composites de fibras naturales se comparan favorablemente con los de vidrio.
INTRODUCCIÓN
En las últimas décadas, la investigación y el interés de la ingeniería han pasado de materiales monolíticos a materiales poliméricos reforzado con fibra. Estos composites (en particular, plásticos reforzados con aramida, carbono y fibra de vidrio), ahora dominan los mercados aeroespacial, de ocio, automoción, construcción y las industrias deportivas. Las fibras de vidrio son los más ampliamente utilizados para reforzar los plásticos, debido a su bajo costo (comparado con el de aramida y de carbono) y muy buenas propiedades mecánicas. Sin embargo, estas fibras tienen serios inconvenientes, como se indica en la Tabla 1. 

Las deficiencias han sido muy explotadas por los autores de los composites de fibras naturales. La Tabla 1 compara las fibras naturales y de vidrio y muestra claramente las primeras ventajas con respecto a este último.  La neutralidad de dióxido de carbono de las fibras naturales es particularmente atractiva. 
La combustión de las sustancias derivadas de productos fósiles (por ejemplo, petróleo) libera enormes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera. Este fenómeno se cree que es la causa principal del efecto invernadero y, por extensión, los cambios climáticos del mundo. 
Se han hecho intentos de utilizar composites de fibras naturales en lugar de vidrio, particularmente en aplicaciones no estructurales. 
Hasta ahora un buen número de componentes de automoción hechos anteriormente con composites de fibra de vidrio están siendo fabricados con composites favorables para el medio ambiente. 
Actualmente, se está generando un montón de material de investigación en el potencial de fibras con base de celulosa como refuerzo para los plásticos. Todos los investigadores que han trabajado en el área de fibra natural y sus compuestos están de acuerdo en que estos materiales renovables (a diferencia de las fuentes tradicionales de energía, es decir, carbón, petróleo y gas que son limitados), materiales disponibles en abundancia, tienen un serio embotellamiento: pobre humectabilidad e incompatibilidad con algunas matrices poliméricas y alta absorción de humedad por las fibras. 
El primero y el problema más importante es la adhesión fibra-matriz. El papel de la matriz en composites reforzados con fibras es transferir la carga a las fibras rígidas a través tensiones tangenciales en la interface. Este proceso requiere una buena adherencia entre la matriz polimérica y las fibras. Una mala adherencia en la interfase significa que todas las capacidades del composite no pueden ser explotadas y lo hace vulnerable a los ataques ambientales que pueden debilitarlo, lo que reduce su vida útil. La adherencia insuficiente entre los polímeros hidrofóbicos y las fibras hidrofílicas da como resultado las malas propiedades mecánicas de los composites poliméricos reforzados con fibra natural. Estas propiedades pueden ser mejoradas por: tratamientos físicos (tratamiento de plasma frío, el tratamiento de corona) y tratamientos químicos (anhídrido maleico, organosilanos, isocianatos, hidróxido de sodio, permanganato y peróxido).


Thermal decomposition kinetics of natural fibers: Activation energy with dynamic thermogravimetric analysis
Fei Yao a, Qinglin Wu a,*, Yong Lei a, Weihong Guo b, Yanjun Xu a
a School of Renewable Natural Resources, Louisiana State University Agricultural Center, Baton Rouge, LA 70803, USA

b Polymer Alloy Laboratory, Department of Materials Science and Engineering, East China University of Science and Technology,Shanghai 200237, PR China
Received 21 July 2007; received in revised form 12 October 2007; accepted 18 October 2007
Available online 24 October 2007
CINÉTICA DE LA DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA DE LAS FIBRAS NATURALES: ENERGÍA DE ACTIVACIÓN CON EL ANÁLISIS DINÁMICO TERMOGRAVIMÉTRICO
El análisis dinámico TG en atmósfera de nitrógeno se utilizó para investigar los procesos de descomposición térmica de 10 tipos de fibras naturales de uso común en la industria de compuestos de polímeros. Estas fibras incluyen madera, bambú, residuos agrícolas y fibras. Varios modelos de degradación, entre ellas la de Kissinger, Friedman, lynne-Walle-Ozawa, y métodos modificados CoatseRedfern se utilizaron para determinar la energía de activación aparente de estas fibras. Para la mayoría de las fibras naturales aproximadamente el 60% de la descomposición térmica se produjo dentro de un rango de temperatura entre 215 y 310 C. El resultado también mostró que se obtuvo una energía de activación aparente de 160e170 kJ / mol para la mayoría de las fibras seleccionadas en todo el rango de temperatura de procesamiento de polímeros . Estos valores de energía de activación permite el desarrollo de un enfoque simplificado para comprender el comportamiento de la descomposición térmica de fibras naturales como una función de procesamiento de polímeros compuestos.

INTRODUCCIÓN
En los últimos años, las fibras naturales en forma de fibra y / o de partículas han sido ampliamente utilizados como refuerzo de los rellenos de materiales compuestos termoplásticos. Estos rellenos naturales son más ligeros y más baratos, y proporcionar fuerza mucho mayor por unidad de masa que los rellenos más inorgánicos. Además de las consideraciones ecológicas, varios aspectos técnicos de promover el interés renovado por las fibras como complemento o sustitución de los rellenos tradicionales (por ejemplo, fibras de vidrio) en compuestos de polímeros [1E3]. Las fibras naturales a partir de residuos agrícolas y la transformación de productos forestales consisten principalmente en polímeros naturales lignocelulósica. Como resultado, se ven sometidos a la degradación térmica durante el procesamiento de compuestos [4,5]. Por lo tanto, de importancia práctica para comprender y predecir el proceso de descomposición térmica de fibras naturales y el conocimiento le ayudará a un mejor proceso de diseño compuesto y estimar la influencia en las propiedades de compuestos por descomposición térmica de fibras naturales. 
La investigación anterior en la descomposición térmica de las fibras naturales se debió fundamentalmente a aplicaciones tales como la energía renovable de biomasa / combustibles naturales [6e8], y control de incendios forestales de propagación [9,10]. Debido a la complejidad de las reacciones de descomposición térmica de fibras naturales, amplios estudios que se han hecho en la determinación de los comportamientos individuales de los componentes principales (o pseudo-componentes) de las fibras naturales (por ejemplo, de pura celulosa, la lignina y hemicelulosa). En este caso, la mejora de los clásicos''''BroidoeShafizadeh modelo [11] y el cálculo de la energía de activación de descomposición de la celulosa pura es el enfoque principal. 
Antal y [Varhegyi 12], y Antal et al. [13] se pasó revista la pirólisis de celulosa pura, libre de cenizas, y lo describió con una singlestep, irreversible, de primer orden de velocidad que contienen altas energías de activación (238 o 228 kJ / mol). Milosavljevic y Suuberg [14] se pasó revista mundial cinética de pirólisis de celulosa y se encontró que las energías de baja activación (140e155 kJ / mol) se obtuvieron cuando la celulosa se calentó rápidamente por encima de 600 K. Nada y Hassan [15] investigaron la celulosa y algunos derivados de la celulosa y concluyó su activación energías de 53e182 kJ / mol. Capart et al. [16] calcula los parámetros de la cinética de la celulosa microgranular utilizando métodos dinámicos e isotérmica en una atmósfera de nitrógeno y lo describió con dos reacciones con energías de activación de 202 y 255 kJ / mol, respectivamente. Además de celulosa pura, la pirólisis de la lignina y hemicelulosa (por ejemplo, xilano) también ha sido estudiada [17,18]. En el desarrollo de la cinética de la descomposición de fibra, diferentes esquemas de reacción también se han considerado para una mejor interpretación para el proceso de descomposición de fibras.Koufopanos et al. [19] estableció los mecanismos de reacción de varios pasos de madera y componentes de madera. Diebold [20] más tarde desarrolló un elaborado plan global de la cinética de siete etapas para la pirólisis de la celulosa. Orfao et al. [21], se introdujo el modelo de tres reacciones independientes a la cinética de la pirólisis de algunos materiales lignocelulósicos, mientras que Di Blasi [22] utilizaron tres reacciones en paralelo para describir el proceso de pirólisis rápida de la madera. 
Más recientemente, Chen et al. [9] empleó un modelo de dos pasos consecutivos por alguna reacción de los combustibles forestales. Para las aplicaciones prácticas de ingeniería, sin embargo, puede ser suficiente para considerar sólo las características básicas del proceso de descomposición térmica con algunos mecanismos simplificados [23]. Para la fibra natural reforzado de procesamiento de polímeros compuestos, es de más importancia práctica para comprender y predecir la descomposición térmica de las fibras de refuerzo basado en el régimen simplificado y los parámetros cinéticos en la temperatura del proceso específico de polímero / composite de fibra natural. Sin embargo, ha habido pocos estudios fundamentales en este campo.
Los valores reportados de los parámetros cinéticos de las fibras naturales se encontraban en una amplia gama (por ejemplo, energía de activación para la celulosa pura 100 a 250 kJ / [mol 24]). Esta variabilidad se debió principalmente a los distintos regímenes cinéticos utilizados y pre-supuesto de la función de reacción y orden de reacción en el proceso de modelado de la cinética. Los modelos adecuados cinética de las fibras naturales que habrá que desarrollar [16].El modelo de libre''''iso-conversional métodos son considerados como una solución útil para determinar la verdadera energía de activación en este caso [25]. El enfoque permite obtener la dependencia de los parámetros cinéticos con la conversión de termogravimétrico (TG) y termogravimetría diferencial (DTG) medido en las curvas de diferentes velocidades de calentamiento sin hacer ninguna suposición sobre la función de reacción y orden de reacción.En consecuencia, el método permite evitar el riesgo de obtener los parámetros cinéticos mal, especialmente la energía de activación, debido a la función de reacción pre-ssuming inadecuadas [25,26]. El enfoque ha sido utilizado para determinar la cinética de degradación térmica de algunos polímeros / materiales compuestos de fibras naturales [27]. 
A pesar de investigaciones anteriores que han contribuido a la comprensión de la cinética de descomposición térmica de fibras naturales, la predicción de un enfoque simplificado para la descomposición térmica de las fibras en las temperaturas normales de procesamiento de materiales compuestos poliméricos no se ha establecido hasta ahora. El objetivo de este trabajo fue investigar proceso de descomposición térmica de fibras naturales comunes y establecer sus valores de energía de activación a través de un análisis dinámico termogravimétrico por métodos sin modelo. publicación futuras tratarán de modelado y predicción de la correspondiente al comportamiento de la descomposición térmica de las fibras naturales en relación con el procesamiento de polímeros compuestos.
Ecotoxicity of biocomposites based on renewable feedstock – Preliminary studies
E. Rudnik a,*, N. Milanov b, G. Matuschek b, A. Kettrup c
a Industrial Chemistry Research Institute, Rydygiera 8, 01-793 Warsaw, Poland

b GSF-Forschungszentrum fu¨ r Umwelt und Gesundheit GmbH, Institut fu¨r O¨ kologische Chemie, Ingolsta¨ dter Landstrasse 1, D-85764 Oberschleissheim, Germany c Technische Universita¨t Mu¨ nchen, Department fu¨ r Biowissenschaften, Weihenstephaner Steig 23, D-85350 Freising, Germany
Received 30 January 2007; received in revised form 11 June 2007; accepted 11 June 2007

Available online 31 July 2007
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