Uso de nanopartículas de silica biogénica derivadas de la biomasa en las formulaciones poliméricas y sus aplicaciones

  • Mariana Ornelas Centre for Nanotechnology and Smart Materials, V. N. Famalicão, Portugal
  • Helena Aguilar CeNTI, Centre for Nanotechnology and Smart Materials, V. N. Famalicão, Portugal
  • David Conceição CeNTI, Centre for Nanotechnology and Smart Materials, V. N. Famalicão, Portugal
  • Ana Barros CeNTI, Centre for Nanotechnology and Smart Materials, V. N. Famalicão, Portugal
  • Verónica Bouça CeNTI, Centre for Nanotechnology and Smart Materials, V. N. Famalicão, Portugal
  • Regina Malgueiro CeNTI, Centre for Nanotechnology and Smart Materials, V. N. Famalicão, Portugal
  • Anabela Carvalho CeNTI, Centre for Nanotechnology and Smart Materials, V. N. Famalicão, Portugal
  • Ana Sampaio CeNTI, Centre for Nanotechnology and Smart Materials, V. N. Famalicão, Portugal
  • Carla Silva CeNTI, Centre for Nanotechnology and Smart Materials, V. N. Famalicão, Portugal
  • Ellen Doepelheuer KORENA, Kroppenstedter Ölmühle Walter Döpelheuer GmbH, Kroppenstedt, Germany
  • Sergiy Grishchuk IVW, Institut für Verbundwerkstoffe GmbH, Kaiserslautern, Germany
  • Liudmyla Gryshchuk IVW, Institut für Verbundwerkstoffe GmbH, Kaiserslautern, Germany
  • Maurice Gilberg IVW, Institut für Verbundwerkstoffe GmbH, Kaiserslautern, Germany
  • Bernd Wetzel IVW, Institut für Verbundwerkstoffe GmbH, Kaiserslautern, Germany

Resumen

En vista de avanzar hacia una sociedad post-petrolera, se están realizando varios intentos para integrar mejorias en los sectores de producción y procesamiento de biomasa a fin de conciliar la escasez de recursos naturales y los objetivos ambientales con el uso de la biomasa para aplicaciones industriales multisectoriales. En este artículo se describe el trabajo realizado en el proyecto ReInvent, cuyo objetivo es ofrecer nuevos materiales y estructuras de base biológica como aditivos / bio-nanofillers para productos aislantes y estructurales utilizados en edificios y espumas blandas ligeras para productos de interiores de vehículos. Se destacan los procesos de extracción y / o fraccionamiento para diferentes biomasas basadas en la agricultura y productos (derivados) de las biorrefinerías para proveer materias primas sostenibles para el desarrollo de partículas bionanosílicas funcionales. Estas nanopartículas se incorporarán en matrices poliméricas que se utilizarán en la producción de nuevos materiales celulares y compuestos avanzados con propiedades hidrófobas, antifúngicas y retardadoras de llama mejoradas para las aplicaciones mencionadas anteriormente. En particular, este trabajo se basa en la extracción, purificación y caracterización de nanopartículas de sílice biogénica extraídas de diferentes residuos ricos en silicato (por ejemplo, cáscaras de arroz, cáscaras de cáñamo, fibras de cáñamo, residuos sólidos de prensado de aceite). La bio-nano sílice extraída ha sido analizada utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM), y sus propiedades de textura han sido evaluadas mediante el área de superficie y las mediciones de poros. La influencia del nano-SiO2 biogénico en los comportamientos reológicos de resinas de furano de base biológica (PFA) y de poliurea indirecta verde (IPU) han sido investigadas y evaluadas en cuanto a la posible pre-impregnación de ambas resinas. Se realizó una comparación de la influencia de los componentes biogénicos de nano-SiO2 dispersados ​​en isocianato (PMDI) y agua de vidrio (WG) en el comportamiento quimio-reológico de la resina. Los resultados mostraron que hay un fuerte aumento de la viscosidad en condiciones ambientales, pero no se observó una diferencia significativa a temperaturas de procesamiento típicas de 60 ° C a 90 ° C, lo que garantiza condiciones de procesamiento similares, pero mejoró la capacidad de manejo y almacenamiento de preimpregnados relacionados. La reducción significativa de la velocidad de reacción confirmada por un aumento más lento de la viscosidad fue característica de la resina IPU que contiene nanopartículas de sílice biogénica, especialmente cuando se dispersa en WG. Esto proporciona un potencial para una vida útil más prolongada de estos preimpregnados altamente reactivos en condiciones de almacenamiento en frío.

Publicado
2020-07-15
Como citar
ORNELAS, Mariana et al. Uso de nanopartículas de silica biogénica derivadas de la biomasa en las formulaciones poliméricas y sus aplicaciones. Materiales Compuestos, [S.l.], v. 4, n. 3, p. 22-28, july 2020. ISSN 2531-0739. Disponible en: <https://revista.aemac.org/materiales-compuestos/article/view/330>. Fecha de acceso: 21 oct. 2020