Estudio de las propiedades termo-mecánicas de mezclas poliméricas con adición de residuos solido obtenido en el proceso de pirólisis
Loading...
Date
2022-11-15
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Católica de Santa María
Abstract
A nivel internacional, la disposición final de vehículos al final de su vida útil está
generando un problema medioambiental. Actualmente, existen en Europa empresas
dedicadas al desmontaje y recuperación de aquellos componentes que pueden ser
reutilizados, entre los que se encuentran los residuos plásticos. Por lo tanto, en la primera
parte del estudio se propuso tratar estos plásticos mediante un proceso pirolítico con el
fin de transformarlos en residuos sólidos, para ser utilizados como parte de los aditivos
en un sistema retardante de llama en una matriz de polipropileno. Los residuos de
vehículos se segregaron mediante su densidad relativa y se caracterizaron. Posteriormente
se incorporaron a un proceso de pirólisis térmica obteniendo residuos sólidos pirolíticos
(RSP) como resultado. Usando el RSP resultante, se prepararon mezclas poliméricas
(polipropileno, polifosfato de amonio y pentaeritritol). Sus propiedades térmicas,
mecánicas y de inflamabilidad se evaluaron mediante el análisis termogravimétrico,
módulo de elasticidad, resistencia a la tracción, porcentaje de deformación y el índice
limitante de oxígeno.
En la segunda parte del estudio se determinó y comparó si los residuos sólidos
provenientes de la pirólisis de los desechos plásticos de vehículos y tratados térmicamente
(RS-T), la ceniza volcánica (CV) y la ceniza de cáscara de arroz (CR) tienen alguna acción
sinérgica cuando se agregan a aditivos retardadores de llama para el polipropileno (como
el polifosfato de amonio y pentaeritritol). Estos materiales se caracterizaron mediante el
análisis de adsorción de nitrógeno (Brunauer-Emmett-Teller), por el método de
fluorescencia de rayos X y por difracción de rayos X. Se determinó la presencia abundante
de SiO2 y Al2O3, los cuales son considerados minerales retardantes de llama. Se
prepararon compuestos de matriz polimérica de polipropileno, polifosfato de amonio,
pentaeritritol y de los materiales de CV, CR y RS-T en varias concentraciones (del 1% al
9% en peso). Se evaluó la estabilidad térmica y la resistencia al fuego de las mezclas
poliméricas sintetizadas a través de los ensayos de índice de oxígeno limitante, análisis
termogravimétrico y calorimetría de cono. Se determinó que estos materiales tienen una
acción sinérgica con los aditivos retardantes de llama al haberse demostrado un
incremento en su resistencia al fuego.
xv
En la parte final de la presente investigación se ha estudiado la influencia de zeolitas
naturales obtenidas a partir de cenizas del volcán Ubinas, como agentes sinérgicos en un
sistema retardante de llama. Se sintetizaron cuatro zeolitas diferentes a partir de cenizas
volcánicas, tanto calcinadas como sin calcinar, luego se colocaron en una solución
alcalina a tres temperaturas de síntesis. Las zeolitas se caracterizaron mediante difracción
de rayos X, por análisis de adsorción de nitrógeno (Brunauer-Emmett-Teller) y
microscopía electrónica de barrido. Se prepararon mezclas poliméricas de polipropileno
con polifosfato de amonio, pentaeritritol y las zeolitas al 1, 5 y 9%. Se evaluó su
estabilidad térmica y resistencia al fuego mediante el análisis termogravimétrico, índice
de oxígeno limitante, prueba de inflamabilidad vertical ULV-94 y calorímetría de cono;
su estructura morfológica fue evaluada mediante microscopía electrónica de barrido. Se
determinó que la temperatura de síntesis y el uso de cenizas volcánicas calcinadas y sin
calcinar influyen en las características de las zeolitas y en su acción sinérgica con los
retardantes de llama y por ende, en sus propiedades ignífugas
Description
Keywords
Pirólisis, Residuos, Ceniza de cascara de arroz, Ceniza volcánica, Retardante de llama, Polipropileno