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Development of Compatibilized Polyamide 1010/Coconut Fibers Composites by Reactive Extrusion with Modified Linseed Oil and Multi-functional Petroleum Derived Compatibilizers

RiuNet: Repositorio Institucional de la Universidad Politécnica de Valencia

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Development of Compatibilized Polyamide 1010/Coconut Fibers Composites by Reactive Extrusion with Modified Linseed Oil and Multi-functional Petroleum Derived Compatibilizers

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dc.contributor.author Quiles-Carrillo, Luis es_ES
dc.contributor.author Balart, Rafael es_ES
dc.contributor.author Boronat, Teodomiro es_ES
dc.contributor.author Torres-Giner, S. es_ES
dc.contributor.author Puglia, D. es_ES
dc.contributor.author Dominici, F. es_ES
dc.contributor.author Torre, L. es_ES
dc.date.accessioned 2022-07-25T18:06:34Z
dc.date.available 2022-07-25T18:06:34Z
dc.date.issued 2021-03 es_ES
dc.identifier.issn 1229-9197 es_ES
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/184753
dc.description.abstract [EN] This work reports the preparation and characterization of fully bio-based polymer composites with coconut fibers (CFs) as an alternative to wood-plastic composites (WPCs), typically based on petroleum derived materials. Polyamide 1010 (PA1010) was melt-extruded with 20 wt% of CFs and, after that, shaped into pieces by injection molding. Four different multi-functionalized compatibilizers were tested to increase the polymer-fiber interactions with the subsequent improvement on toughness. These consisted of two chemically modified vegetable oils, namely maleinized and epoxidized linseed oil (MLO and ELO) respectively, and two commercial additives derived from petroleum and based on glycidyl functionality, that is, low-functionality epoxy-based styrene-acrylic oligomer (ESAO) and polystyrene-glycidyl methacrylate random copolymer (PS-GMA). The addition of all four compatibilizers improved both the mechanical and thermomechanical properties of the composites, thus resulting in high-performance composite materials with relatively low water uptake. Furthermore, the morphology of the obtained composites revealed an extraordinary embedment of the fibers into the biopolymer matrix, which plays a crucial role in improving toughness. Among all the tested compatibilizers, those derived from vegetable oils can be considered the most interesting ones due to they offer a more sustainable solution. es_ES
dc.description.sponsorship This research was funded by the Spanish Ministry of Science, Innovation, and Universities (MICIU) project numbers MAT2017-84909-C2-2-R and AGL2015-63855-C2-1-R. Quiles-Carrillo and Torres-Giner are recipients of a FPU grant (FPU15/03812) from the Spanish Ministry of Education, Culture, and Sports (MECD) and a Juan de la Cierva contract (IJCI-2016-29675) from MICIU, respectively. The microscopy services at UPV are acknowledged for their help in collecting and analyzing FESEM images. The authors thank Polyscope for kindly supplying Xibond (TM) 920 for this study. es_ES
dc.language Inglés es_ES
dc.publisher Springer-Verlag es_ES
dc.relation.ispartof Fibers and Polymers es_ES
dc.rights Reserva de todos los derechos es_ES
dc.subject Bio-based polyamides es_ES
dc.subject Natural fibers es_ES
dc.subject High-performance composites es_ES
dc.subject Polymer-matrix interaction es_ES
dc.subject Multi-functionalized vegetable oils es_ES
dc.subject.classification INGENIERIA DE LOS PROCESOS DE FABRICACION es_ES
dc.subject.classification CIENCIA DE LOS MATERIALES E INGENIERIA METALURGICA es_ES
dc.subject.classification TECNOLOGIA DE ALIMENTOS es_ES
dc.title Development of Compatibilized Polyamide 1010/Coconut Fibers Composites by Reactive Extrusion with Modified Linseed Oil and Multi-functional Petroleum Derived Compatibilizers es_ES
dc.type Artículo es_ES
dc.identifier.doi 10.1007/s12221-021-0024-z es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/AEI/Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016/MAT2017-84909-C2-2-R/ES/PROCESADO Y OPTIMIZACION DE MATERIALES AVANZADOS DERIVADOS DE ESTRUCTURAS PROTEICAS Y COMPONENTES LIGNOCELULOSICOS/ es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/Agencia Estatal de Investigación//IJCI-2016-29675//AYUDA CONTRATO JUAN DE LA CIERVA-INCORPORACION-TORRES GINER/ es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/MECD//FPU15%2F03812/ES/FPU15%2F03812/ es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/MINECO//AGL2015-63855-C2-1-R/ES/DESARROLLO DE UN CONCEPTO DE ENVASE MULTICAPA ALIMENTARIO DE ALTA BARRERA Y CON CARACTER ACTIVO Y BIOACTIVO DERIVADO DE SUBPRODUCTOS ALIMENTARIOS/ es_ES
dc.rights.accessRights Abierto es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Instituto Universitario de Ingeniería de Alimentos para el Desarrollo - Institut Universitari d'Enginyeria d'Aliments per al Desenvolupament es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales - Departament d'Enginyeria Mecànica i de Materials es_ES
dc.description.bibliographicCitation Quiles-Carrillo, L.; Balart, R.; Boronat, T.; Torres-Giner, S.; Puglia, D.; Dominici, F.; Torre, L. (2021). Development of Compatibilized Polyamide 1010/Coconut Fibers Composites by Reactive Extrusion with Modified Linseed Oil and Multi-functional Petroleum Derived Compatibilizers. Fibers and Polymers. 22(3):728-744. https://doi.org/10.1007/s12221-021-0024-z es_ES
dc.description.accrualMethod S es_ES
dc.relation.publisherversion https://doi.org/10.1007/s12221-021-0024-z es_ES
dc.description.upvformatpinicio 728 es_ES
dc.description.upvformatpfin 744 es_ES
dc.type.version info:eu-repo/semantics/publishedVersion es_ES
dc.description.volume 22 es_ES
dc.description.issue 3 es_ES
dc.relation.pasarela S\427332 es_ES
dc.contributor.funder Agencia Estatal de Investigación es_ES
dc.contributor.funder Ministerio de Economía y Competitividad es_ES
dc.contributor.funder Ministerio de Educación, Cultura y Deporte es_ES
dc.description.references A. Shahzad, J. Compos. Mater., 46, 973 (2012). es_ES
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dc.description.references C. Alves, A. Silva, L. Reis, M. Freitas, L. Rodrigues, and D. Alves, J. Clean. Prod., 18, 313 (2010). es_ES
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dc.description.references L. Wu, S. Lu, L. Pan, Q. Luo, J. Yang, L. Hou, Y. Li, and J. Yu, Fiber. Polym., 17, 2153 (2016). es_ES
dc.description.references S. V. Joshi, L. Drzal, A. Mohanty, and S. Arora, Compos. Part A-Appl. S., 35, 371 (2004). es_ES
dc.description.references W. Stelte, S. T. Barsberg, C. Clemons, J. P. S. Morais, M. de Freitas Rosa, and A. R. Sanadi, Waste. Biomass. Valori., 10, 3535 (2018). es_ES
dc.description.references S. Harish, D. P. Michael, A. Bensely, D. M. Lal, and A. Rajadurai, Mater. Charact., 60, 44 (2009). es_ES
dc.description.references J. E. Van Dam, M. J. van den Oever, W. Teunissen, E. R. Keijsers, and A. G. Peralta, Ind. Crop. Prod., 19, 207 (2004). es_ES
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dc.description.references R. J. Tapper, M. L. Longana, H. Yu, I. Hamerton, and K. D. Potter, Compos. Part B-Eng., 146, 222 (2018). es_ES
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dc.description.references J. Bachmann, C. Hidalgo, and S. Bricout, Sci. China Technol. Sci., 60, 1301 (2017). es_ES
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dc.description.references M. TabkhPaz, A. H. Behravesh, P. Shahi, and A. Zolfaghari, Polym. Compos., 34, 1349 (2013). es_ES
dc.description.references S. Torres-Giner, L. Hilliou, B. Melendez-Rodriguez, K. J. Figueroa-Lopez, D. Madalena, L. Cabedo, J. Covas, A. A. Vicente, and J. Lagaron, Food Packaging and Shelf Life, 17, 39 (2018). es_ES
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dc.description.references S. T. Mosavi-Mirkolaei, S. K. Najafi, and M. Tajvidi, Fiber. Polym., 20, 2156 (2019). es_ES
dc.description.references A. Kaymakci, E. Birinci, and N. Ayrilmis, Compos. Part B-Eng., 157, 43 (2019). es_ES
dc.description.references L. H. Pham, H. D. Nguyen, J. Kim, and D. Hoang, Fiber. Polym., 20, 2383 (2019). es_ES
dc.description.references K. S. Chun, N. M. Y. Fahamy, C. Y. Yeng, H. L. Choo, P. M. Ming, and K. Y. Tshai, J. Eng. Sci. Technol., 13, 3445 (2018). es_ES
dc.description.references L. Wang, C. He, and X. Yang, BioResources, 14, 59 (2019). es_ES
dc.description.references M. Feldmann and A. K. Bledzki, Compos. Sci. Technol., 100, 113 (2014). es_ES
dc.description.references P. Zierdt, T. Theumer, G. Kulkarni, V. Däumlich, J. Klehm, U. Hirsch, and A. Weber, Sustain. Mater. Technol., 6, 6 (2015). es_ES
dc.description.references P. Liminana, D. Garcia-Sanoguera, L. Quiles-Carrillo, R. Balart, and N. Montanes, Compos. Part B-Eng., 144, 153 (2018). es_ES
dc.description.references T.-C. Yang, Polymers, 10, 976 (2018). es_ES
dc.description.references L. Zhang, S. Lv, C. Sun, L. Wan, H. Tan, and Y. Zhang, Polymers, 9, 591 (2017). es_ES
dc.description.references P.-L. Durand, A. Brège, G. Chollet, E. Grau, and H. Cramail, ACS. Macro. Lett., 7, 250 (2018). es_ES
dc.description.references C. Pang, X. Jiang, Y. Yu, X. Liu, J. Lian, J. Ma, and H. Gao, ACS. Sustain. Chem. Eng., 6, 17059 (2018). es_ES
dc.description.references A. Eerhart, A. Faaij, and M. K. Patel, Energ. Environ. Sci., 5, 6407 (2012). es_ES
dc.description.references A. Kausar, Adv. Mater. Res-Switz., 17, 24 (2017). es_ES
dc.description.references Y. Nishitani, T. Kajiyama, and T. Yamanaka, Materials, 10, 1040 (2017). es_ES
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dc.description.references R. Boros, P. Rajamani, and J. Kovács, Materials, 11, 2140 (2018). es_ES
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dc.description.references J. Mukaida, Y. Nishitani, T. Yamanaka, T. Kajiyama, and T. Kitano in AIP Conference Proceedings 1779, 060004 (2016). es_ES
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dc.description.references L. Quiles-Carrillo, N. Montanes, J. Lagaron, R. Balart, and S. Torres-Giner, J. Polym. Environ., 27, 84 (2019). es_ES
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dc.description.references L. Quiles-Carrillo, N. Montanes, D. Garcia-Garcia, A. Carbonell-Verdu, R. Balart, and S. Torres-Giner, Compos. Part B-Eng., 147, 76 (2018). es_ES
dc.description.references M. Yan and H. Yang, Polym. Compos., 33, 1770 (2012). es_ES
dc.description.references W. L. Tham, B. T. Poh, Z. A. M. Ishak, and W. S. Chow, J. Polym. Environ., 23, 242 (2015). es_ES
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dc.description.references O. Gil-Castell, J. D. Badia, T. Kittikorn, E. Stromberg, A. Martinez-Felipe, M. Ek, S. Karlsson, and A. Ribes-Greus, Polym. Degrad. Stabil., 108, 212 (2014). es_ES
dc.description.references M. Deroine, A. Le Duigou, Y.-M. Corre, P.-Y. Le Gac, P. Davies, G. Cesar, and S. Bruzaud, Polym. Degrad. Stabil., 108, 319 (2014). es_ES
dc.description.references L. Quiles-Carrillo, T. Boronat, N. Montanes, R. Balart, and S. Torres-Giner, Polym. Test., 61, 421 (2019). es_ES
dc.description.references L. H. Staffa, J. A. M. Agnelli, M. L. de Souza, and S. H. Bettini, Polym. Eng. Sci., 57, 1179 (2017). es_ES
dc.description.references H. Rozman, K. Tan, R. Kumar, A. Abubakar, Z. M. Ishak, and H. Ismail, Eur. Polym. J., 36, 1483 (2000). es_ES
dc.description.references A. Carbonell-Verdú, D. García-García, A. Jordá, M. Samper, and R. Balart, Compos. Part B-Eng., 69, 460 (2015). es_ES
dc.description.references L. Quiles-Carrillo, N. Montanes, C. Sammon, R. Balart, and S. Torres-Giner, Ind. Crop. Prod., 111, 878 (2018). es_ES
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dc.description.references M. Nofar and H. Oğuz, J. Polym. Environ., 27, 1404 (2019). es_ES
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dc.subject.ods 08.- Fomentar el crecimiento económico sostenido, inclusivo y sostenible, el empleo pleno y productivo, y el trabajo decente para todos es_ES
dc.subject.ods 09.- Desarrollar infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible, y fomentar la innovación es_ES
dc.subject.ods 12.- Garantizar las pautas de consumo y de producción sostenibles es_ES


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