Desempeño térmico y mecánico de biocompuestos de ácido poliláctico con cargas lignocelulósicas
El propósito de esta investigación fue optimizar y caracterizar biocompuestos biodegradables a base de ácido poliláctico reforzados con cáscara de nuez en polvo, con el fin de desarrollar materiales sostenibles de bajo impacto ambiental. Para ello, se elaboraron formulaciones con diferentes proporci...
| Autores principales: | , , , |
|---|---|
| Formato: | Artículo |
| Lenguaje: | español |
| Publicado: |
Universidad Autónoma de Nuevo León
2025
|
| Materias: | |
| Acceso en línea: | https://mdi.uanl.mx/index.php/revista/article/view/341 |
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|---|---|
| author | Madera Santana , Tomas Jesús Pérez Pacheco, Emilio Ríos Soberanis , Carlos Rolando Ortiz Cel, Olivia Guadalupe |
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| description | El propósito de esta investigación fue optimizar y caracterizar biocompuestos biodegradables a base de ácido poliláctico reforzados con cáscara de nuez en polvo, con el fin de desarrollar materiales sostenibles de bajo impacto ambiental. Para ello, se elaboraron formulaciones con diferentes proporciones de carga vegetal (10% a 50%) mediante mezclado en estado fundido y moldeo por termocompresión. Se evaluaron propiedades mecánicas mediante ensayos de tracción e impacto, y se realizaron análisis térmicos por calorimetría diferencial de barrido y termogravimetría. Los resultados mostraron que la adición de cáscara de nuez no afecta la temperatura de transición vítrea del PLA, pero reduce moderadamente su cristalinidad y estabilidad térmica. Mecánicamente, se observó una disminución de la resistencia a la tracción con el aumento de la carga, aunque a partir del 30% se recuperó la resistencia al impacto, evidenciando un efecto de tenacidad (toughening). La incorporación de residuos lignocelulósicos permite modificar selectivamente las propiedades del PLA, favoreciendo su aplicación en productos desechables, empaques biodegradables y componentes con exigencias estructurales moderadas. Este enfoque promueve la valorización de residuos agroindustriales bajo un esquema de economía circular. |
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| physical | Multidisciplinas de la Ingeniería; Vol. 13 No. 22 (2025): Vol. 13 Núm. 22 (2025): Noviembre 2025 - Abril 2026; 94-103 Multidisciplinas de la Ingeniería; Vol. 13 Núm. 22 (2025): Vol. 13 Núm. 22 (2025): Noviembre 2025 - Abril 2026; 94-103 2395-843X |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Universidad Autónoma de Nuevo León |
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| spelling | mdi-article-3412025-11-18T22:58:50Z Thermal and mechanical performance of polylactic acid biocomposites with lignocellulosic fillers Desempeño térmico y mecánico de biocompuestos de ácido poliláctico con cargas lignocelulósicas Madera Santana , Tomas Jesús Pérez Pacheco, Emilio Ríos Soberanis , Carlos Rolando Ortiz Cel, Olivia Guadalupe Biocompuestos Ácido poliláctico Cáscara de nuez Propiedades mecánicas Sostenibilidad Biocomposites Polylactic acid Walnut shell Mechanical properties Sustainability The aim of this research was to optimize and characterize biodegradable biocomposites based on polylactic acid reinforced with walnut shell powder, in order to develop sustainable materials with low environmental impact. Formulations containing varying proportions of plant-based filler (10% to 50%) were prepared through melt blending and compression molding. Mechanical properties were evaluated via tensile and impact testing, while thermal behavior was assessed using differential scanning calorimetry and thermogravimetric analysis. The results showed that the incorporation of walnut shell powder did not affect the glass transition temperature of PLA but moderately reduced its crystallinity and thermal stability. Mechanically, a decrease in tensile strength was observed with increasing filler content; however, impact strength improved from 30% filler content onward, indicating a toughening effect. The inclusion of lignocellulosic waste allows for selective modification of PLA properties, supporting its use in disposable items, biodegradable packaging, and components requiring moderate structural performance. This approach promotes the valorization of agro-industrial residues within a circular economic framework. El propósito de esta investigación fue optimizar y caracterizar biocompuestos biodegradables a base de ácido poliláctico reforzados con cáscara de nuez en polvo, con el fin de desarrollar materiales sostenibles de bajo impacto ambiental. Para ello, se elaboraron formulaciones con diferentes proporciones de carga vegetal (10% a 50%) mediante mezclado en estado fundido y moldeo por termocompresión. Se evaluaron propiedades mecánicas mediante ensayos de tracción e impacto, y se realizaron análisis térmicos por calorimetría diferencial de barrido y termogravimetría. Los resultados mostraron que la adición de cáscara de nuez no afecta la temperatura de transición vítrea del PLA, pero reduce moderadamente su cristalinidad y estabilidad térmica. Mecánicamente, se observó una disminución de la resistencia a la tracción con el aumento de la carga, aunque a partir del 30% se recuperó la resistencia al impacto, evidenciando un efecto de tenacidad (toughening). La incorporación de residuos lignocelulósicos permite modificar selectivamente las propiedades del PLA, favoreciendo su aplicación en productos desechables, empaques biodegradables y componentes con exigencias estructurales moderadas. Este enfoque promueve la valorización de residuos agroindustriales bajo un esquema de economía circular. Universidad Autónoma de Nuevo León 2025-11-09 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Artículo revisado por pares application/pdf https://mdi.uanl.mx/index.php/revista/article/view/341 10.29105/mdi.v13i22.341 Multidisciplinas de la Ingeniería; Vol. 13 No. 22 (2025): Vol. 13 Núm. 22 (2025): Noviembre 2025 - Abril 2026; 94-103 Multidisciplinas de la Ingeniería; Vol. 13 Núm. 22 (2025): Vol. 13 Núm. 22 (2025): Noviembre 2025 - Abril 2026; 94-103 2395-843X spa https://mdi.uanl.mx/index.php/revista/article/view/341/294 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
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