Efecto en las propiedades mecánicas de una resina pinífera modificada biodegradable, al utilizarla como compatibilizante o acoplante en formulaciones elastoméricas sin o con fibra de agave y hule de poli(estireno-butadieno). Un paso hacia la formulación de elastómeros verdes

• Francisco José Aranda-García ^[1] ; Mónica Paola Rodríguez-Ortiz ^[1] ; Eduardo Mendizábal ^[1] ; Carlos F. Jasso-Gastinel ^[1]
  1. [1] Universidad de Guadalajara

     Universidad de Guadalajara

     México

     
• Localización: Maderas: Ciencia y tecnología, ISSN 0717-3644, ISSN-e 0718-221X, Vol. 23, Nº. 1, 2021
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Effect on mechanical properties of a biodegradable modified pine resin, when using it as compatibilizer or coupling agent in elastomeric formulations without or with agave fiber and poly(styrene-butadiene) rubber. One step towards green elastomers formulation
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    En este trabajo se valora la eficiencia de una resina de pino modificada biodegradable (A-30), al utilizarla como compatibilizante o acoplante para sustituir al resorcinol (que es tóxico y no es biodegradable), comparando las propiedades mecánicas (contra formulaciones preparadas usando el sistema resorcinol-hexametilentetramina (R-HMT) en: a) polímeros elastoméricos reticulados de estireno-butadieno (SBR), y: b) compósitos de SBR reforzados con fibra de agave de desecho. Para la comparación como compatibilizante, aquí se preparan formulaciones equivalentes con A-30 o R-HMT. Para la comparación de los compósitos equivalentes, se varía el agente de acoplamiento (R-HMT o A-30) y la cantidad de azufre como agente de entrecruzamiento (2,5 partes por cien de elastómero (phr), 7,5 phr o 15 phr). En las pruebas de tracción a temperatura ambiente, y el análisis mecanodinámico con barridos de temperatura (de - 70 °C a 40 °C) y frecuencia (de 0,4 Hz a 40 Hz), se obtuvieron incrementos en módulos (hasta un 74 % en módulo de Young) y en capacidad de deformación (hasta 260 %), para los materiales conteniendo el agente A-30, por encima de las formulaciones en las que se usó el resorcinol. El mejor desempeño como compatibilizante o acoplante del A-30, se reflejó también con claridad morfológicamente mediante microscopía electrónica de barrido, al mostrar mayor compacidad en la matriz formulada y mayor cercanía entre fibra y matriz en muestras fracturadas criogénicamente. Se ha demostrado aquí, que el A-30 puede sustituir al par R-HMT con éxito, ya que funciona mejor como agente compatibilizante o acoplante y es biodegradable. Este tipo de agentes tiene un gran potencial para contribuir al desarrollo de elastómeros y compósitos flexibles amigables con el medio ambiente

  • English

    In this work, the effectiveness of a biodegradable modified pine rosin (Amberyl MP-30 (A-30)), is evaluated as compatibilizer or coupling agent to substituteresorcinol (which is toxic and non-biodegradable) in elastomeric formulations. Their mechanical properties are compared vs formulations containing resorcinol-hexamethylenetetramine (R-HMT) in: a) styrene–butadiene elastomers (SBRs), and: b) SBR composites reinforced with discarded agave fibers. For the comparison as compatibilizer, equivalent formulations containing resorcinol or A-30 are prepared. Likewise, for the equivalent composites comparison, the coupling agent (R-HMT or A-30) and sulfur amount as crosslinking agent (2,5 parts per 100 rubber (phr), 7,5 phr or 15 parts per 100 phr) are varied. The Tensile tests at room temperature, and the mechanodynamic analysis using sweeps of temperature (from - 70 °C to 40 °C) and frequency (from 0,4 Hz to 40 Hz), allowed the observation of moduli improvements (up to 74 % in Young modulus) and deformation capacity (up to 260 %) for the materials with A-30 over the materials where resorcinol was used. The better performance as compatibilizer or coupling agent of the A-30 was also shown with clarity in the morphological characterization, showing higher compacity in the formulated polymer matrix, and higher closeness between matrix and fibers, comparing with fractured samples using R-HMT. It has been shown here, that formulating rubbers or elastomeric composites with A-30 and HMT, can successfully substitute the R-HMT pair, because it works better as compatibilizer or coupling agent and is biodegradable. Agents of natural origin like this one, have a great potential to contribute to the development of elastomers and flexible composites that are environmentally friendly