Evaluación del uso de fibras lignocelulósicas para el reforzamiento de espumas rígidas de poliuretano

• Published in: Inge Cuc Vol. 16; no. 1; pp. 116 - 128
• Main Authors: Malagón Micán, Martha Lucía, Velásquez-Baracaldo, Lina María, García-Camacho, William Ferney
• Format: Journal Article
• Language: English; Spanish
• Published: 28.01.2020
• Subjects: Biocomposite; Biocompuesto; Cascarilla de arroz; Cáscara de mango; Espuma rígida de poliuretano; Lignocellulosic; Lignocelulosa; Mango peel; Microcristales de celulosa; Microcrystalline cellulose; Rice husk; Rigid polyurethane foam
• ISSN: 0122-6517; 2382-4700; 2382-4700
• DOI: 10.17981/ingecuc.16.1.2020.08

Introducción: Las reservas de petróleo son recursos no renovables, que pueden ser sustituidos por biomasa, proveniente de residuos agroindustriales como las fibras lignocelulósicas, permitiendo de esta manera la sustitución parcial de derivados del petróleo. Objetivo: Este artículo tiene por objetivo evaluar el uso de fibras lignocelulósicas para el reforzamiento de espumas rígidas de poliuretano. Metodología: Se realizó un pretratamiento al material lignocelulósico, como cáscaras de mango, cascarilla de arroz y microcristales de celulosa, luego se determinó el contenido de celulosa y lignina, posteriormente se hizo la determinación del contenido del grupo hidroxilo (OH) presente en las fibras y la síntesis de las espumas de poliuretano, incluyendo material lignocelulósico en un 5%, 10% y 15%. Finalmente, se caracterizaron las espumas con la densidad aparente, absorción de agua, resistencia a la tensión y espectroscopia FTIR. Resultados: La cascarilla de arroz, presentó el mejor resultado con un reemplazo de OH del 15%, densidad aparente de 33 kg/m3 y resistencia a la tensión 152,92 kPa. Para la absorción de agua, las cáscaras de mango alcanzaron un 277% de incremento en masa, para un 15% de OH. Conclusiones: El reemplazo de fibras lignocelulósicas, como las cáscaras de mango y la cascarilla de arroz para reforzar espumas rígidas de poliuretano, son una oportunidad para utilizar recursos renovables con mayor valor agregado y aplicaciones industriales. Las espumas reforzadas con cascarilla de arroz al 15%, son las que tienen mejores resultados y en cuanto a la densidad aparente se obtuvo un valor máximo de 33 kg/m3, al compararlo con las muestras de cáscara de mango y microcristales de celulosa. Para la resistencia a la tensión, registra un valor de 152,92 kPa, con un aumento del 79% con respecto a la espuma de referencia. Así estas espumas reforzadas con cascarilla de arroz pueden usarse como material  con resistencia a esfuerzos mecánicos y se recomienda evaluar su uso como aislante térmico. De las fibras evaluadas, la cáscara de mango es la mejor opción para una espuma de uso hortícola, ya que obtuvo una capacidad de absorción de agua de 277,30% correspondiente a la muestra con un porcentaje de sustitución del 15%.