Biomasa para producción de composites de base polimérica y su implementación en fabricación aditiva

• Autores: José Javier Relinque Madroñal, Ismael Romero Ocaña, Sergio I. Molina
• Localización: Revista de plásticos modernos: Ciencia y tecnología de polímeros, ISSN 0034-8708, Vol. 123, Nº. 776, 2022 (Ejemplar dedicado a: Fabricación aditiva)
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    En un contexto de creciente sensibilización hacia la conservación del medio ambiente, la demanda de uso de materiales sostenibles está abriendo nuevas oportunidades de investigación en torno a la aplicación de materiales de origen natural y carácter renovable. Este planteamiento enlaza con el concepto de economía circular, donde unos materiales a fin de su vida útil son reutilizados en una nueva cadena de fabricación, proporcionando un nuevo ciclo de vida. En este sentido, la aplicación de biomasa como material con vocación de uso estructural ha concitado la atención científica reciente. La biomasa, o materia procedente del reino vegetal, está principalmente compuesta por biopolímeros entre los que destacan la celulosa, hemicelulosa y lignina, que constituyen la denominada fracción lignocelulósica. Existe un buen número de referencias en la bibliografía de usos de la lignocelulosa presente en la biomasa, en particular tras su adición a matrices poliméricas en forma de composites. Sin embargo, los tratamientos de purificación de la biomasa suelen ser costosos y no respetuosos con el medio ambiente.

    Por su parte, las técnicas de fabricación aditiva superan algunas desventajas conocidas de la fabricación sustractiva convencional, contribuyendo al concepto de economía circular, toda vez que permiten economizar etapas de fabricación y desperdicio de material. En esta revisión, se repasan las aportaciones científicas y tecnológicas más recientes en torno a la preparación de composites de base polimérica incluyendo biomasa, en particular aquéllas que tienen aplicación en fabricación aditiva. Se plantea la problemática en torno a la purificación de la fracción lignocelulósica o el uso directo de agrorresiduos, entre otros materiales naturales, sin pretratamiento o con sencillos tratamientos de compatibilización que aseguren la mejor adhesión entre la biomasa y los polímeros. Se concluye la revisión resaltando aquellas contribuciones actuales referentes al uso de estos materiales composites en fabricación aditiva

  • English

    In a context of an increasingly environmental awareness, the demand for use of sustainable materials is providing new research opportunities around the usage of renewable materials with natural origin. This approach fits with the circular economy concept, where materials at the end of their lifecycle are reused within a new manufacturing chain, thus bearing a new lifecycle. In this regard, biomass implementation as a material, even intended for structural purposes, has drum up recent scientific interest. Biomass, matter coming from vegetal reign, is mainly composed by biopolymers among which highlight cellulose, hemicellulose and lignin. These biopolymers constitute the so called lignocellulosic fraction. There are many references in bibliography about uses of the lignocellulose present in biomass, particularly after its addition to polymeric matrices in the form of composites. Nevertheless, biomass purification processes are expensive and non-eco-friendly.

    On the other hand, additive manufacturing techniques overcome known disadvantages of conventional subtractive manufacturing, thus contributing to the circular economy concept, since they allow optimising manufacturing stages and material waste. In this review the most recent scientific and technological considerations about polymer based composites including biomass, particularly those suitable for additive manufacturing, have been gone over. It is also posed the question about purifying the lignocellulosic fraction or direct use of agrowaste, among other natural materials, without pre-treatment or applying simple compatibilisation procedures, thus assuring the better adhesion between biomass and polymers. The review concludes highlighting those recent works related to the usage of these composite materials in additive manufacturing