Effect of the crosslinking agnet on dynamically vulcanized pla/natural rubber/wastes rubber blends

Aquest projecte s’ha dedicat al disseny d’un elastòmer termoplàstic (TPE) endurit a base de residus i de materials bio-basats amb l’objectiu de contribuir a la reducció de l’impacte mediambiental de l’industria dels polímers. Per fer-ho, s’ha barrejat àcid polilàctic (PLA), un material plàstic bio-basat, rígid i fort però fràgil amb cautxú de neumàtics triturats (GTR). El cautxú natural (NR) s’ha utilitzat com a tercer component per encapsular el GTR amb l'objectiu final de preparar mescles ternàries de PLA/NR/GTR vulcanitzades dinàmicament. Com la vulcanització dinàmica és crucial per optimitzar les propietats de tracció i impacte del TPE, quantifiquem l'efecte de la concentració de l'agent reticulant (DCP). Es va descobrir que les mescles ternàries (PLA/NR/GTR) vulcanitzades dinàmicament utilitzant 55% en pes de PLA, 30% en pes de NR i 15% en pes de GTR amb 3,75% en pes de DCP van mostrar una energia al trencament de 16 MJ/m3 i una resistència a l'impacte de 389 KJ/m2, que superen àmpliament a les del PLA pur que mostra una energia al trencament d'1 MJ/m3 i una resistència a l'impacte de 60 KJ/m2. Les barreges processades contribueixen a la reducció del potencial d'escalfament global, tal com confirma una avaluació del cicle de vida (ACV), la qual cosa, juntament amb la millora de la tenacitat del PLA i la reutilització dels residus de cautxú dels neumàtics , fa que les mescles de PLA/NR/GTR siguin d'interès ecològic, econòmic i industrial.Este proyecto se dedicó al diseño de un elastómero termoplástico (TPE) endurecido a base de residuos y de materiales bio-basados con el objetivo de contribuir a la reducción del impacto medioambiental de la industria de los polímeros. Para ello, se mezcla ácido poliláctico (PLA), un material plástico de base biológica, rígido, fuerte pero frágil, con caucho de neumático molido (GTR). El caucho natural (NR) se ha utilizado como tercer componente para encapsular el GTR con el objetivo final de preparar mezclas ternarias de PLA/NR/GTR vulcanizadas dinámicamente. Como la vulcanización dinámica es crucial para optimizar las propiedades de tracción e impacto del TPE, cuantificamos el efecto de la concentración del agente reticulante (DCP). Se descubrió que las mezclas ternarias (PLA/NR/GTR) vulcanizadas dinámicamente utilizando 55 % en peso de PLA, 30 % en peso de NR y 15 % en peso de GTR con 3,75 % en peso de DCP mostraron una energía a la rotura de 16 MJ/m3 y una resistencia al impacto de 389 KJ/m2, que superan ampliamente a las del PLA puro que muestra una energía a la rotura de 1 MJ/m3 y una resistencia al impacto de 60 KJ/m2. Las mezclas procesadas contribuyen a la reducción del potencial de calentamiento global, tal y como confirma una evaluación del ciclo de vida (ACV), lo que, junto con la mejora de la tenacidad del PLA y la reutilización de los residuos de caucho de los neumáticos, hace que las mezclas de PLA/NR/GTR sean de interés ecológico, económico e industrial.This project was dedicated to the design of a wastes-based and bio-based toughened thermoplastic elastomer (TPE) with the aim of contributing to the reduction of the environmental impact of the polymer industry. To this aim, we blended polylactic acid (PLA), a bio-based, stiff, strong but brittle plastic material, with ground tire rubber (GTR). Natural rubber (NR) has been used as a third component to encapsulate the GTR with the final aim of preparing dynamically vulcanized ternary PLA/NR/GTR blends. As dynamic vulcanization is crucial to optimize the tensile and impact properties of the TPE, we quantified the effect of the concentration of the crosslinking agent (DCP). It was found that dynamically vulcanized ternary (PLA/NR/GTR) blends using 55 wt. PLA, 30 wt.% of NR and 15 wt.% of GTR with 3.75 wt.% of DCP exhibited an energy at break of 16 MJ/m3 and impact strength of 389 KJ/m2, that largely surpass those of the neat PLA showing an energy at break of 1 MJ/m3 and an impact strength of 60 KJ/m2. The processed mixtures contribute to the reduction of the Global Warming Potential as confirmed by a life cycle assessment (LCA), which, together with the improved toughness of PLA and the re-use of wastes tire rubber residues make PLA/NR/GTR blends of ecological, economical and industrial interest