Revalorización de residuos agroforestales de pino como cargas funcionales en matrices termoplásticas de biopolietileno

Abstract

[ES] Los denominados Wood Plastic Composites (WPC) o plásticos que imitan la madera, consisten, tradicionalmente en una matriz de un plástico común (polietileno, polipropileno, policloruro de vinilo, etc.) y una carga lignocelulosa derivada de la madera. Con el objetivo de desarrollar WPC de mayor eficiencia medioambiental, se ha propuesto el empleo de residuos lignocelulósicos (agroforestales, de alimentación, etc.), para valorizar los residuos y contribuir a una mayor sostenibilidad. Con este objetivo se plantea este trabajo. Dada la fuerte presencia de bosques de pino en España y en toda Europa, los residuos agroforestales pueden representar una fuente importante para la obtención de WPC. En este trabajo, se pretende abordar la valorización de las piñas de pino, que representa tanto un residuo agroforestal como de la industria de alimentación (piñones). Se plantea un estudio de composiciones de WPCs con biopolietileno como matriz y diferentes contenidos de carga de estos residuos. Con ello, se cubren diversas capacidades contenidas en el plan de estudios del máster: definición de formulaciones, estudio de sistemas de compatibilización, fabricación, caracterización. Los objetivos parciales son: 1.- Estudio del estado del arte relacionado con la revalorización de residuos agroforestales de los bosques de pino. 2.- Definición de formulaciones para extrusión/compounding de biopolietileno con micronizado de piña de pino. Definición del sistema de compatibilización polar-apolar. 3.- Procesado de WPCs mediante inyección. 4.- Caracterización mecánica, térmica, termomecánica, morfológica, color, humectabilidad, absorción de agua y propiedades antioxidantes de los materiales desarrollados. 5.- Síntesis y análisis de resultados para redacción de memoria de TFM.

[EN] The commonly named Wood Plastic Composites (WPC) or plastics that imitate Wood traditionally consist of a matrix of a common plastic (polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, etc.) and a lignocellulose filler derived from wood. With the aim of developing WPC with greater environmental efficiency, the use of lignocellulosic waste (agroforestry, food, etc.) has been proposed, to recover waste and contribute to greater sustainability. With this objective, this work is proposed. In the wake of the strong presence of pine forests in Spain and throughout Europe, agroforestry residues can represent an important source for obtaining WPC. In this work, it is attempted to address the valorization of pine cones, which represents either an agroforestry residue and food industry (pine nuts). A study of compositions of WPCs with biopolyethylene as matrix and different load contents of these residues is proposed. With this, various capacities contained in the master's study plan are covered: definition of formulations, study of compatibilization systems, manufacturing, characterization. The materials developed in this work were prepared by extrusion and injection. To increase the compatibility between the biopolyethylene polymer matrix and pine cone residue, PE-G-MA was used as a compatibilizing agent. The mechanical, morphological, thermal, thermomechanical and wettability properties of each sample obtained were analyzed. The results showed how the incorporation of pine cone lignocellulosic fibers together with the use of the compatibilizer in question are capable of providing certain improvements in the aforementioned properties, obtaining totally sustainable materials with potential applications in various industries.