Para hacer frente al problema de los residuos de plástico y participar en el desarrollo de una economía circular en la industria de caucho, la creación de materiales que contienen residuos de neumáticos, llamados ground tire rubber (GTR), para reforzar el ácido poliláctico (PLA), un termoplástico frágil y de base biológica, fue propuesta. La compatibilidad entre estos dos polímeros fue optimizada con el uso de caucho natural (NR) como tercer componente, con el objetivo de encapsular las partículas de GTR. Las mezclas fueron vulcanizadas dinámicamente con dicumyl peroxide (DCP) durante el proceso de mezcla por fundición. Los efectos de los parámetros de proceso (tiempo de residencia, temperatura de proceso) así como los parámetros de los materiales (tamaño de las partículas de GTR, proporción y origen del PLA y del caucho) sobre las propiedades mecánicas de las mezclas fueron investigados. El uso de un tamaño de partículas más fino (diámetro <63 µm) dio las mejores propiedades de tensión para cada tipo de mezcla con una basa de PLA-GTR, con o sin NR. Además, remplazar 1/3 del NR por GTR en las mezclas ternarias PLA/NR/GTR permitió aumentar el módulo elástico, el límite elástico, la tenacidad y la resistencia al impacto hasta una incorporación de 15 wt.% de caucho reciclado. Los resultados fueron atribuidos a (i) una encapsulación eficaz que permite una distribución homogénea de las partículas de GTR, (ii) una buena compatibilidad entre el NR y ambos PLA y GTR (iii) un refuerzo mecánico debido al fenómeno de cristalización inducida por deformación del NR.

Per tal de fer front al problema dels residus de plàstic i participar al desenvolupament d'una economia circular en la indústria del cautxú, s’ha proposat la creació de materials amb residus de pneumàtics, anomenats “ground tyre rubber” (GTR), per reforçar el polímer àcid polilàctic (PLA) , un termoplàstic fràgil i de base biològica. La compatibilitat entre aquests dos polímers s’ha optimitzat amb l'ús de cautxú natural (NR) com a tercer component, amb l'objectiu d'encapsular les partícules de GTR. Les mescles han sigut vulcanitzades dinàmicament amb “dicumyl peroxide” (DCP). S’han investigat els efectes dels paràmetres de procés (temps de residència, temperatura de procés) així com els efectes dels paràmetres dels materials (mida de les partícules de GTR, proporció i origen de l'PLA i de el cautxú) sobre les propietats mecàniques de les mescles. Les millors propietats mecàniques s’han obtingut amb l'ús d'una mida de partícules més fines (diàmetre <63 micres) per a cada tipus de mescla amb una base de PLA-GTR, amb o sense NR. A més, el fet de reemplaçar 1/3 de NR per GTR en les mescles ternàries PLA / NR / GTR ha permès augmentar el mòdul elàstic, el límit elàstic, la tenacitat i la resistència a l'impacte fins a una incorporació de 15 wt.% de cautxú reciclat. Els resultats han sigut atribuïts a (i) una encapsulació eficaç que permet una distribució homogènia de les partícules de GTR, (ii) una bona compatibilitat entre el NR i ambdós PLA i GTR (iii) un reforç mecànic a causa del fenomen de cristal·lització induït per deformació de l’NR.

To face the problem of plastic wastes generation and to participate in the development of a circular economy of the rubber industry, the design of materials incorporating waste ground tire rubber (GTR) to toughen the Polylactic Acid (PLA), a brittle biobased thermoplastic, has been proposed. The compatibility between these two polymers was optimized by using natural rubber (NR) as a third component, aiming to encapsulate the GTR particles. The blends were dynamically vulcanized with dicumyl peroxide (DCP) during melt-blending. The effects of the processing parameters (residence time, processing temperature) as well as the material parameters (GTR particles size, PLA and rubber content and origin) on the mechanical properties of the blends were investigated. The finest GTR particles size (diameter <63 µm) was found to render the best tensile properties for all type of PLA-GTR based blend, with or without NR. In addition, the replacement of 1/3 of the NR by GTR in ternary PLA/NR/GTR blends resulted in the improvement of the elastic modulus, the yield strength, the toughness and the impact strength using up to 15 wt.% of wastes rubber. The results were ascribed to (i) an efficient encapsulation allowing a homogeneous distribution of the GTR particles, (ii) a good compatibility of NR with both PLA and GTR and (iii) a mechanical reinforcement due to strain induced crystallization of the NR.

Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsables

Incoming