Estudio de la plastificación del poliestireno por oleína de palma

Abstract

La necesidad de detener la contaminación desmesurada por los polímeros de un solo uso, como el Poliestireno Expandido (EPS), y la pérdida acelerada de la calidad del agua por parte del aceite usado de cocina han motivado el estudio de los mecanismos de cambio de fase, así como de las propiedades mecánicas y morfológicas del efecto plastificante de la Oleína de Palma (OP) en el poliestireno. La metodología para la producción y caracterización de muestras plastificadas con OP fue por medio de técnica Solvent-Casting, en las cuales se varió la concentración de OP en el poliestireno. Posteriormente, se utilizaron los equipos de calorimetría diferencial de barrido (DSC) y termogravimetría (TGA) con el fin de definir los cambios de la temperatura de transición vítrea (Tg) y el delta del calor específico (ΔCp) con el aumento de la concentración peso a peso (%p/p) de OP y la temperatura de degradación del compuesto. También se evaluaron los parámetros de producción de muestras físicas para la valoración de las propiedades mecánicas mediante la norma ASTM 638D y su comparación con el material recuperado. Por último, se realizó la microscopia electrónica de barrido (SEM) con el fin de observar la distribución de la OP en la matriz de PS. El hallazgo de dos fases presentes en el material de manera posterior a una concentración de OP de 5 %p/p se modeló mediante las ecuaciones planteadas por Fox al realizar la TGA a diferentes muestras de PS/OP, se halló una temperatura de degradación del compuesto fue mayor a los 300 °C, el flujo de extrusión osciló entre 5 y 28 g/L, la corriente de 5 a 10 A, las velocidades angulares del tornillo mantuvieron un promedio de 22,63 Hz y algunas temperaturas variaron entre 148 °C y 200 °C. Para las propiedades mecánicas, se obtuvo que el módulo de Young aumentó al incrementar la concentración de OP %p/p y alcanzó los 11,06 MPa. Finalmente, se obtuvo la morfología del compuesto PS / OP, que se encuentra disperso de manera discontinua en forma de cavidades esféricas. (Texto tomado de la fuente)

The need to stop excessive contamination by single-use polymers, such as expanded polystyrene (EPS), and the accelerated loss of water quality due to used cooking oil has fostered the study of the mechanisms of phase change, as well as of the mechanical and morphological properties of the plasticizing effect of palm oil in polystyrene. For the study of phase changes, films were made using the solvent-casting technique, where the concentration of palm olein (PO) in the polystyrene was varied DSC and TGA equipment were used to define the changes in glass transition temperature (Tg) and delta of heat capacity (ΔCp) with the increase in PO and the degradation temperature of the compound. The production parameters of physical samples were also evaluated for the study of mechanical properties using the ASTM 638D standard and their comparison with the recovered material. Scanning electron microscopy (SEM) was performed in order to observe the distribution of the PO in the PS matrix. Before of 5%wt of PO in the matrix of polystyrene, show´s two phases; a hard phase and soft phase, was modeled of the equations proposed by Fox to get a theorical Tg. When performing the TGA on different PS/PO samples, a degradation temperature was higher than 300 °C, the extrusion flow varied between 5 and 28 g/L, the current from 5 to 10 A, the angular velocities of the screw were maintained an average of 22,63 Hz and temperatures ranged from 148 °C to 200 °C. For the mechanical properties, Young's modulus increased by increasing the concentration of PO%wt, thus reaching 11,06 MPa. Finally, it was obtained the morphology of the compound PS/OP, which is dispersed in a discontinuous manner in the form of spherical cavities. (Texto tomado de la fuente)