INORGANICOS

CAMPO TECNICO

La presente invención pertenece al campo técnico de ía Química de Maíeriaies. Particularmente a! campo técnico de tos Materiales Compuestos o Cornpositos y más particularmente se refiere a un material composito híbrido e! cual comprende una matriz ceiulósica con relíenos inorgánicos y su método para fabricarlo.

ANTECEDENTES

Cada vez es más común realizar actividades que buscan la prevención de la contaminación ambiental para cumplir con las nuevas y cada vez más estrictas regulaciones ambientales, así como para promover el desarrollo sostenibíe y la ecología industrial, por lo cual surge una nueva generación de materiales y procesos que han de ser amigables ambientalmente. En el campo de los materiales compuestos, compaginar con esta filosofía ha sido muy complicado. Un material compuesto es un sistema formado por una mezcla o combinación debidamente dispuesta de dos o más micro o macro constituyentes, con una interfase que los separa, que difieren en forma y composición química y son esencialmente insolubles entre sí. La mayoría de los materiales compuestos están formados por un material específico de relleno, que a su vez sirve de refuerzo, y una resina aglomerante (matriz) con objeto de lograr las características y propiedades deseadas. La importancia que tiene para fa ingeniería un material compuesto es que dos o más maíeriaies diferentes se combinen para formar otro cuyas propiedades son superiores a las de los componentes individuales. Multitud de materiales corresponden a esta categoría, pero los que predominan son los fibrosos y los particulados.

Las fibras sintéticas utilizadas principalmente para reforzar materiales plásticos son tres: vidrio, carbono y aramida. Las fibras de vidrio se usan como refuerzo de matrices de plástico para formar compuestos estructurales y de moldeo. Estos materiales presentan una alta relación. entre resistencia y peso, una buena estabilidad dimensional, buena resistencia al calor, al frío, a la humedad y a la corrosión, buenas propiedades de aisiamiento eléctrico, faciüdad de fabricación y bajo costo. Por todo ello el vidrio es la fibra de refuerzo que más se usa en materiales plásticos.

No obstante, con la finalidad de mitigar ios problemas ambientales, algunas empresas, sobre todo del sector automovilístico, han comenzado a utilizar materiales compuestos reforzados con fibras vegetales, ya que éstas son muy eficientes en la absorción del ruido y son más resistentes y de menor costo que ¡as de vidrio. Además, son más ligeras y biodegradables y pueden ser obtenidas utilizando menor energía.

El problema al que se enfrentan quienes emplean fibras naturales lignocelulósicas como reforzante en materiales compuestos es su naturaleza hidrofilica frente al carácter hidrófobo de la mayoría de los polímeros empleados como matriz. Para mejorar la adhesión fibra-matriz poíimérica es necesario limitar la absorción de agua por parte de las fibras antes de incorporarlas a la matriz. El tratamiento alcalino o mercerización, los métodos de impregnación con polímeros compatibles con la matriz o el empleo de agentes de acopiamiento son algunos de los métodos más empleados para modificar la superficie de las fibras.

En el estado de la técnica son ampliamente conocidos métodos y compositos, en donde se modifica la naturaleza polar de las fibras naturales para que sean compatibles con la matriz poíimérica, tal es el caso de la solicitud Alemana DE 102010031892 (A1 ), la cual describe un materiaí compuesto reforzado con fibras que comprende una matriz de polímero a base de al menos un polímero, y las fibras, preferiblemente fibras naturales incorporados en la matriz poíimérica. Las fibras antes de su incorporación en la matriz poíimérica, se modifican mediante el tratamiento con al menos un éster orgánico epoxidado. La solicitud Japonesa JP 2010059304 (A), provee un compuesto que incluye de 0.01 -25 partes de una fibra de celulosa modificada y 100 partes de una resina epoxi. La fibra de celulosa modificada se obtiene mediante el tratamiento de ia fibra por reacción de un compuesto de N-oxilo y un agente co-oxidante.

Por su parte, la solicitud China CN 102952337 (A) da a conocer un material compuesto reforzado con fibras de bambú modificado que comprende resina de polipropileno. Las fibras naturales se modifican y luego se mezclan con otros componentes; y la mezcla se extruye. La solicitud estadounidense US 2014148533 (A1) provee un material compuesto reforzado con nanocarbono, resina y fibras naturales. Los materiales se dispersan en el material de resina junto con la fibra natural y/o cualquier forma modificada de la misma.

Otro ejemplo más es la solicitud CIM 104313876 (A) que describe un método para modificar las fibras naturales preparándolas para el polímero amónico nylon. Las fibras naturales se modifican en una solución específica de un agente de acoplamiento, de modo que ia superficie de la fibra natural está recubierta por una capa molecular del agente de acoplamiento y dicha capa juega un papel muy importante en la protección de grupos activos, y también facilita la interacción interfacial entre la fibra y el sustrato polimérico. En el documento CN 101880425 (A) se proporciona un método para preparar un material compuesto a base de resina de polipropileno reforzado con fibras de lino natural. Las fibras de lino se colocan en agua, regulando el pH de la solución entre 1 y 4, se adiciona giutaraldehído en la solución, y se calienta para llevar a cabo la reacción para preparar fibras de lino modificadas.

En la búsqueda para hacer uso de materiales de desperdicio la solicitud estadounidense US 4339383 (A) proporciona composiciones de material compuesto que comprende papel usado, una resina termoplástica y/u otro aditivo. También, se conoce la publicación internacional WO 2006108256 (A1), ia cual divulga un material compuesto adecuado para ser preparado por un proceso de inyección de un material compuesto. De acuerdo con el proceso de la invención, el material compuesto se prepara mediante la realización de las 5 etapas de (i) hacer la longitud de las fibras naturales uniforme; (si) tratar la superficie de las fibras naturales y de los residuos lignocelulósicos; (iii) mezclar previamente ios componentes del material compuesto; (iv) exíruir y granular el material compuesto; y (v) moldear por inyección el material compuesto para la conformación de las piezas. Otro ejemplo más, es la descripción del documento US 2003030176 (A1) que señala que se pueden mezclar elevados niveles de iodo procedente de la fabricación del pape! con gránuíos de plástico y, si se desea, fibra de celulosa, para obtener materiales compuestos. Los autores de la invención indican que, a pesar de los bajos niveles relativos de plástico, los materiales compuestos tienen buenas propiedades mecánicas (elevada resistencia, elevado módulo, elevada resistencia ai impacto, entre otras). Sin embargo, los ejemplos ponen de manifiesto que las propiedades mecánicas de los materiales compuestos son pobres.

En el estudio realizado por Trindade et al 2005, se muestran materiales compuestos basados en matrices fenólicas y bagazo de caña de azúcar y fibras de curauá no modificadas y modificadas químicamente. Las fibras se oxidan por el dióxido de cloro, principalmente compuestos fenólicos del polímero de lignina, seguido por injerto de alcohol furfurilo (FA), que es una sustancia química obtenida a partir de una fuente renovable. Sin embargo, Sos resultados mostraron que las fibras fueron parcialmente degradadas por el tratamiento químico, disminuyendo la resistencia al impacto de los materiales compuestos reforzados con ellos.

Liu et al 2005, evaluaron un material compuesto o composito fabricado con polímero biodegradab!e PBS y fibra de yute. Las fibras de yute se modificaron con 2% de NaOH y un agente de acoplamiento, sin embargo, la superficie de las fibras exhibe menor efecto sobre las propiedades de flexión en comparación con las propiedades de tracción. Asimismo, las fibras de Sisal utilizadas como material de refuerzo para elaborar materiales compuesto fueron estudiadas por Paiva et al, 2008 en donde dichas fibras se modificaron ya sea por (i) mercerización (NaOH 10%), (ii) esterificacion (anhídrido succínico). o (iii) de tratamiento de aire ionizado (corriente de descarga de 5 mA). Las fibras de sisa! se combinan con cualquiera de fenol-formaldehído o resinas de lignina-fenol-formaldehído. En el documento Herrera-Franco 2005, se estudió el grado de adhesión fibra-matriz y su efecto sobre el refuerzo mecánico de fibras cortas de henequén y una matriz de polietíleno. Los tratamientos de superficie fueron: un tratamiento alcalino, un agente de acoplamiento de silano y el proceso de pre- impregnación de la solución de HDPE/xileno. ES aumento de !a resistencia a !a tracción era sólo posible cuando las fibras de henequén fueron tratadas primero con una solución alcalina. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVECCIÓN

La presente solicitud tiene por objeto proveer un nuevo material compuesto que comprende de manera ventajosa una matriz celulósica reforzada con rellenos inorgánicos. El material compuesto es nuevo por utilizar ia fibra celulósica como matriz que, hasta la fecha, no se tiene registro de haberse realizado. Por otro lado, se incorpora rellenos inorgánicos como refuerzo de la matriz. Lo anterior se provee como una alternativa atractiva para el sector industrial que busca alternativas que no impacten bruscamente al ambiente, ya que se destaca la utilización de fibras celulósicas, preferentemente reciclables y de bajo peso, en lugar de las sintéticas, tradicionalmente empleadas y resultantes de procesos pefroleoqu ¡micos.

En cuanto a materiales compuestos se refiere se ha encontrado un gran problema al no alcanzar la compatsbiíización completa entre tos polímeros, de carácter hidrofóbico y la celulosa de carácter hidrofflico. En este sentido, este proceso logra convertir la celulosa, limpia u obtenida del desecho del proceso de reciclado de papel, en celulosa hidrofobica por medio del método de intercambio de solvente. Este método es muy simple y económico, lo cual le da competividad a esta parte del proceso. Al mezclar ia celulosa-hidrofobica con rellenos inorgánicos, como óxido de silicio, limpio o de desecho; entre otros compuestos inorgánicos, a nivel micrométrico e incluso nanométrico hemos obtenido un material compuesto que aglutinamos mediante la adición de resinas, nuevas o de desecho como los contenedores desechabíes de alimentos o embalaje y ¡as mezclas de estos desechos con resinas nuevas, dando lugar a un material compuesto que puede ser moldeado por diversas técnicas para obtener el producto desmoldado con características competitivas respecto al correspondiente producto puesto en el mercado.

Por So tanto, un primer objeto de protección de la presente invención se refiere a un método para obtener un material compossto híbrido de matriz celulósica con rellenos inorgánicos que comprende los siguientes pasos: a) Lavar fibras de celulosa con tamaño de partícula no mayor a 900 _, um para obtener un pH de entre 8 a 7, preferentemente 6.5; b) Agregar solvente a las fibras de celulosa húmedas hasta cubrir el volumen; c) Dejar reposar por al menos 60 min. o hasta que se forme un gel para generar fibras de celulosa hidrofóbicas como resultado de solvente agua: d) Por otro lado, mezclar un relleno inorgánico seleccionado de cualquiera de: sílica, alúmina, titania, zirconia, ceria; los carburos de silicio, de tungsteno, de titanio: nitruros de silicio, de boro, de titanio, de magnesio, de aluminio; microesferas de óxido de silicio o combinación de los mismos, con tamaño de partícula no mayor al tamaño de las fibras de celulosa, preferentemente 74 μιτι con un solvente suficiente para mojar y cubrir el volumen; e) Dejar reposar por al menos 60 min; f) Mezclar las fibras de celulosa hidrofóbicas con el relleno inorgánico tratado en una relación preferente de 1 :3/4 respectivamente; y

g) Agitar por sonicación a una frecuencia de entre 35 a 45 KHz, preferentemente 40 KHz por un tiempo de al menos 10 min.

Un segundo objeto de protección contemplado es un material composito híbrido obtenido de acuerdo con el método descrito anteriormente, que comprende una matriz celulósica con rellenos inorgánicos en una relación preferente de 1 : 3/4 respectivamente.

Aún un tercer objeto de protección es un método para fabricar productos industriales moldeables, que comprende los siguientes pasos: a) Mezclar y agitar el material composito híbrido de matriz celulósica con rellenos inorgánicos obtenido de acuerdo al método descrito anteriormente con una resina aglutinante seleccionada de poliesfireno y sus copolímeros en una relación 1 :2 respectivamente hasta formar una pasta; b) Mezclar la pasta obtenida en el paso anterior con una resina de emulsión acrílica en una relación 1 :1 ; c) Vaciar sobre un molde.

Finalmente, un cuarto objeto de protección es un producto industrial moldeab!e, que comprende un material composíío híbrido de matriz celulósica con rellenos inorgánicos obtenido de acuerdo con eí método dei primer objeto de protección con una resina aglutinante seleccionada de poíiestireno y sus copolímeros en una relación 1 :2 respectivamente y una resina de emulsión acrílica obtenida conforme al método anterior.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 muestra un diagrama de flujo del método para obtener el material composíto híbrido de matriz celuíósíca con rellenos inorgánicos.

La figura 2 muestra un diagrama de flujo del método para fabricar productos industriales moldeables.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El desarrollo de la presente invención está basado en la modificación de la superficie de las fibras de celulosa convirtiéndolas de hidrofílicas a hidrofóbicas a través del intercambio de agua por un solvente miscsble en agua como acetona. De manera tal que las fibras quedan invertidas, los grupos hidroxilo quedan al interior de las cadenas y el esqueleto hidrocarbonado de las fibras queda expuesto, en este punto la interacción con rellenos hidrofóbicos, compuestos inorgánicos, es eficiente y requiere de muy baja inversión de energía, sólo la agitación sostenida cuando se ha intercambiado el solvente. De esta manera se prepara la superficie de tas fibras para albergar entre los espacios vacíos a la fase inorgánica. El presente método permite obtener la interacción efectiva entre fases inorgánicas y la celulosa modificada. E! método para obtener el material composito híbrido de matriz celulósica con rellenos inorgánicos comprende los siguientes pasos: a) Lavar fibras de celulosa con tamaño de partícula no mayor a 900 μηι para obtener un pH de entre 8 a 7, preferentemente 6.5; b) Agregar solvente a las fibras de celulosa húmedas hasta cubrir el volumen; c) Dejar reposar por a! menos 80 min. o hasta que se forme un geí para generar fibras de celulosa hidrofóbicas como resultado del intercambio de solvente por agua; d) Por otro lado, mezcíar un relleno inorgánico seleccionado de cualquiera de: síiica, alúmina, titania, zirconia, ceria; los carburos de silicio, de tungsteno, de titanio; nifruros de silicio, de boro, de titanio, de magnesio, de aluminio; con formas cualquiera como microesferas de óxido de silicio, o combinación de los mismos, con tamaño de partícula no mayor al tamaño de las fibras de celulosa, preferentemente 74 μηι, más preferentemente 30 μηι con un solvente suficiente para mojar y cubrir el volumen; e) Dejar reposar por al menos 80 min; f) Mezclar ias fibras de celulosa hidrofcbica con el relleno inorgánico tratado, en una relación preferente de 1 : 3/4 respectivamente; y g) Agitar por sonicación a una frecuencia de entre 35 a 45 KHz, preferentemente 40 KHz por un tiempo de al menos 10 min.

De manera preferencial, el lavado de fibras se realiza con la adición de un agente, el cual se selecciona del grupo que consiste de ácido bórico, fosfato dibásico de sodio, fosfato monobásico de sodio, ácido clorhídrico, hídróxido de sodio, bicarbonato de sodio o combinación de las mismas. De manera preferencia!, el solvente se selecciona de uno o más de! grupo que consiste de acetona, ácido acético, cloroformo, tolueno, xífeno, etanol, metano!, etiiaceíato, hexano, ciciohexano, butano!, diciorometano, dimetilsuífóxido o combinación de los mismos.

De manera preferencial, las fibras de celulosa se seleccionan de una o más del grupo que consiste fibras vírgenes de pasta de celulosa procedentes de las especies arbóreas de madera dura, henequén, sisal, fibra de coco, yute, fibra de palma, bambú, madera, papel en su estado natural, algunos residuos celulósicos como fibras obtenidas como residuos de la industria de ¡a pasta de celulosa y del papel, de residuos sólidos urbanos e industriales.

De manera preferencia! el material compuesto puede además incluir agentes de refuerzo, lubricantes, colorantes, compatibilízantes y/o retardadores de llama, a niveles consistentes con aplicaciones bien conocidas de los materiales compuestos.

De manera opcional, posterior a! paso de agitación por sonscacíón se puede realizar un paso adicional para recuperación del solvente por destilación de una sola etapa de evaporación, evaporación de efecto múltiple, termocompresión y lavado Ventu ri.

Esta invención permite obtener la interacción eficiente entre la superficie modificada de la matriz celulósica y el relleno inorgánico. A este materia! composito se le puede adicionar un aglutinante para obtener la textura de una pasta para ser usado en la fabricación de diversos productos industriales moideables de aplicaciones muy diversas como piezas prefabricadas para construcción de edificios, partes automotrices interiores o exteriores, aspas de aerogeneradores, ¡anchas de pescadores, piezas de granjas acuícolas, piezas para muebles, piezas prefabricadas como ducto de cables eléctricos. De manera preferencial, se prefiere el uso de resinas aglutinantes que evitan el daño al medio ambiente y a! operario de este proceso de producción. Por !o tanto, la presente solicitud además contempla un método para la fabricación de diversos productos industriales que comprende los siguientes pasos: a) Mezclar y agitar el material composito obtenido en el método descrito anteriormente con una resina aglutinante seleccionada de poiiestireno y sus copolímeros en una relación 1 :2 respectivamente hasta formar una pasta; b) Mezclar la pasta obtenida en el paso anterior con una resina de emulsión acrílica en una relación 1 :1 ; c) Vaciar sobre un molde.

De manera opcional, se contempla además el paso posterior al paso h), secar a una temperatura de al menos 60°C, durante al menos 2 hrs, o bien, llevar a rotavapor para recuperar ei disolvente o simplemente extender sobre superficie hasta alcanzar la sequedad.

Los polímeros y sus copolímeros empleados en esta invención, son preferencialmente aquellos obtenidos de materiales reciclados, que de manera ventajosa disminuya el costo de la materia prima empleada y contribuya a disminuir la acumulación de residuos contaminantes al medio ambiente. Muy preferencialmente el polímero es poiiestireno expandido recidado que para la obtención de la resina aglutinante sustituye una tercera parte de la resina aglutinante utilizada para formar la pasta moldeable. Dos terceras partes corresponden a copolímeros de estireno y resinas vinil acnlicas, base agua, las cuales no generan COV (compuestos orgánicos volátiles) a la atmósfera, son de fácil manejo y de mínimo riesgo para los operarios. El poiiestireno es un material que tiene amplio uso en la construcción actualmente en forma de espuma, por lo que, se emplea un polímero que tiene probada utilidad y resultados satisfactorios.

Los productos industriales moldeables obtenidos tienen como recubrimiento una resina derivada de poiiestireno, que es hidrofóbsca, resistente a medios ácidos, básicos y sales (útil para suelos con problemas de salitre), inocua, resistente al crecimiento de hongos y bacterias, resistente a temperaturas superiores a los SOX y a condiciones ambientales de humedad, temperatura y radiación solar. Las ventajas destacables de la presente solicitud son:

* Una disminución apreciable en los costos de producción, además de reducir su dependencia respecto a materias primas sujetas a grandes fluctuaciones de precio;

* Ofrecer beneficios tales como la reducción en el peso y la emisión de C0 ₂ , menor dependencia de las fuentes de petróieo como materia prima, y viabilidad en el reciciamiento de materiales de desperdicio;

® El método comprende sólo cuatro operaciones unitarias simples y está enfocado a contribuir con el medio ambiente a! aprovechar materiales de desperdicio que contaminan hoy día;

® El material composito obtenido tiene capacidad de interacción efectiva entre una fase orgánica como es la celulosa y diversas fases inorgánicas sin recurrir a una transformación química de la matriz, sólo se aplica una transformación física de la estructura de la matriz celulósica y se prepara la superficie de la fase inorgánica;

® Una más de !as ventajas técnicas de este invento es la interacción efectiva por adhesión entre los compositos aglutinados con piezas de acero ligero, fibras de vidrio o mallas de vidrio, mallas de grafito, fibras de carbono (entre otras formas de carbono) entre las estructuras de refuerzo conocidas.

MEJOR MÉTODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN

Los presentes ejemplos son ilustrativos y no limitativos, ya que un técnico en la materia entenderá que hay variantes que caen dentro del alcance de protección de la presente invención. Ejemplo 1.

E! presente ejemplo muestra una forma preferente para realizar la invención, el cual de manera particular se refiere a un método para la obtención de un material composito a partir de matriz de celulosa de desecho, preferentemente de desecho del proceso de reciclado de papel, con relleno inorgánico seleccionado preferencialmente de la ceniza que resulta de la combustión del bagazo de caña, desecho del proceso de producción de azúcar, Este método demuestra la facilidad y eficiencia económica de la presente invención, el cual reutüiza desechos agroindusíriaíes para producir un material compuesto competitivo con los materiales compuestos obtenidos de materias primas puras.

Por lo tanto, a continuación, se presenta a manera de ejemplo un método para obtener un material composito híbrido de matriz celulósica de lodo de rechazo del proceso de reciclado de papel con ceniza resultante de la combustión del bagazo de caña como relleno inorgánico; a) Lavar iodo de rechazo de! proceso de reciclado de papel con ácido clorhídrico para eliminar el carbonato de calcio.

Se debe determinar o conocer la cantidad de sólido contenido en ei lodo de rechazo para analizar o calcular la proporción de carbonato de calcio contenido en esta fracción del sólido presente en el lodo. La proporción de ácido clorhídrico añadido es la mitad del peso de ia fracción sólida contenida en eí iodo. Si e! lodo contiene 1 kilogramo de sólido se añaden lentamente y bajo agitación 500 miiilitros de ácido clorhídrico diiuido 1 :6 con agua. b) Agitar y agregar agua potabie hasta alcanzar 10 litros en total por el tiempo suficiente para que dejen de emerger burbujas.

Esta reacción de descarbonatación, se mantiene bajo agitación moderada, para liberar dióxido de carbono generando proyección de burbujas que pudieran derramarse. c) Lavar con agua el ge! formado hasta alcanzar el pH de 6.5 a 7,

Una vez que las burbujas ya no evolucionan se lava con agua potable. El agua de los lavados se puede recuperar para reutilizarla. d) Agregar 1 litro acetona grado industrial al lodo de rechazo del proceso de reciclado de papel lavado hasta cubrir el volumen; e) Dejar reposar por al menos 60 min. o hasta que se forme un gel para generar fibras de celulosa hidrofóbicas; f) Por otro lado, mezclar ceniza seca obtenida de la combustión del bagazo de la caña de azúcar con tamaño de partícula de máximo 74 mieras, con acetona suficiente para mojar y cubrir el sólido, agitar de manera moderada; g) Agregar la celulosa hidrofóbica con la mezcla de ceniza con acetona y agitar por sonicacion a una frecuencia de 40 KHz por un tiempo de ai menos 10 min para generar el material compuesto; h) Opcionalmente secar a 80°C. i) Opcionalmente agregar microesferas huecas de óxido de silicio, preferentemente de 30 mieras que soportan presión de 16 mil psi.

A este materia! composito se le puede adicionar un aglutinante para obtener la textura de una pasta para ser usado en la fabricación de diversos productos industriales moideables. Turnarse seco al siguiente paso de agluíinamienío; a) Por separado, diluir 15 g de poliestireno expandido proviene de vasos y platos desechables, materiales de empaque, cajas de CD, espumas de embalaje y de empaque en 46 g de acetato de etilo y 42 g de acetona; b) Mezclar y agitar de manera constante a 100 rpm 58 g de composito con la disolución del paso anterior; c) Evaporar la mezcla anterior en un rotavapor hasta sequedad o se dispersa en una charoía y se pone en una estufa a 60°C durante 24 horas. Cuando se evapora la mezcla en el rotavapor, o en un sistema cerrado de calentamiento y extracción se puede recuperar parte de los disolventes; d) Mezclar 70 g de composito preparado con 70 g de resina de emulsión aerifica de 50% en peso de sólido de base agua. e) La pasta final se deposita en el molde y se procesa por el método de preferencia.

El desmoldante utilizado es grasa de silicón preferentemente, aunque puede utilizarse grasa de alta temperatura. El desmoldante no puede ser aceite, se recomienda que sea una grasa.

Ejemplo 2. Resistencia a los hongos.

Dos medios de cultivo diferentes fueron probados para cada experimento, con 0,1 g de material composito híbrido de la presente invención. E! primer medio contiene agar de Sabouraud con el polvo de material compuesto rociado sobre la superficie del medio sólido. El medio con agar/agua 2%, a 45 °C, se añadió al materia! compuesto en polvo y se homogeneiza por agitación antes de verterla en la placa de Petri. El contenedor se inoculó con los hongos a 28 ° C durante ocho días.

Tabla 1. Crecimiento de colonias de hongos en agar de Sabouraud.

Tabla 2. Crecimiento de colonias de hongos en agar de Sabouraud.

(A) Lodos de recidado de papel con pH de 8.3 y al menos 50 % de carbonato de calcio de peso seco y tintas azoicas.

(B) Material composiío con matriz del reciclado de papel lavado con HCI híbrido con ceniza de bagazo de caña de azúcar como relleno inorgánico.

(C) Material composito híbrido con matriz del reciclado de papel lavado con HCI y posteriormente con peróxido de hidrógeno con ceniza de bagazo de caña de azúcar como relleno inorgánico.

(D) Material composito híbrido con matriz de celulosa pura con ceniza de bagazo de caña de azúcar como relleno inorgánico.

Como se observa en las tablas 1 y 2, el mayor número colonias de Aspergfflus spp creció en los lodos de reciclado de papel sin tratar. Notablemente se muestra un menor crecimiento de colonias de Aspergiílus spp. en ambos medios, con eí lavado de los iodos de reciclado de papel con ácido clorhídrico, lo cual presume una eliminación de las tintas azoicas residuales que podrían alimentar a los hongos.

No obstante, este experimento muestra claramente cómo se desarrolló una amplia diversidad de hongos en el material composito híbrido con matriz del reciclado de papel lavado con HCI y posteriormente con peróxido de hidrógeno con ceniza de bagazo de caña de azúcar como relleno inorgánico del medio de cultivo con agar/agua, esto debido probablemente a que Aspergfflus spp produce una catalasa capaz de neutralizar el peróxido de hidrógeno, produciendo HaO y O2, cuyo crecimiento se ve favorecido porque es un hongo aeróbico.

Los experimentos con el material composito híbrido con matriz de celulosa pura con ceniza de bagazo de caña de azúcar como relleno inorgánico (D), no desarrollaron el crecimiento de hongos en absoluto, ¡o que indica que el uso de (D) obtenido con el método de la presente invención permite !a preservación de este compuesto contra ios hongos sin necesidad de utilizar ningún otro aditivo químico, orgánico o inorgánico. De esta manera, la presente invención ofrece la ventaja de producir materiales compositos híbridos con resistencia a la pudrieron por hongos, de bajo costo a partir de fuentes renovables.

Ejemplo 3. Resistencia a la compresión

La pasta final descrita en el ejemplo 1 se vació a ¡os moldes cilindricos de 10 cm de alto por 5 cm de diámetro y a los moldes de cubos de 5cm por 5 cm por 5 cm, de acuerdo a ía norma ASTMC470 y ía norma UNE 83.301. Las probetas cilindricas fueron cabeceadas con azufre fundido de acuerdo a la norma ASTM C617. Los cilindros y ios cubos se sometieron a la prueba de carga de compresión longitudinal de acuerdo a la norma ÍSO 1920-9. Las muestras se centraron en el porta muestras de la máquina de ensayos universa! aplicando compresión a velocidad de 1 .4224mm/mir?, durante la última mitad de la fase de carga se mantienen 20 a 50 psi/s (0.15 a 0.35 MPa/s). Los moldes cilindricos muestran resistencia de al menos 101 kg/cm ² mientras que la probeta cilindrica de mortero típico, considerado como blanco, dio resistencia de 300 kg/cm2. Este nuevo composito ha demostrado resistencia a ía compresión de manera competitiva contra los morteros comerciales que consumen cemento en su elaboración.

Ejemplo 4. Densidad y prueba de transmisión térmica

Los cubos de 5cm por 5 cm por 5 cm obtenidos de acuerdo a ia norma UNE 83.301 con ia pasta final descrita en el ejemplo 1 fueron secados hasta registrar peso constante. Al considerar el volumen de estas muestras y el peso registrado se calculo la densidad de ios cubos, que es alrededor de 0.75 g/cm ³ cuando sólo se ha aglomerado el composito con las resinas. Dicha densidad se puede desplazar a menor valor cuando se agregan las microesferas de silica. Esta característica de este nuevo composito es muy conveniente puesto que le otorga ligereza a las partes moldeadas o prefabricadas con este material. La medición de la propiedad de transmisión térmica de este nuevo composito se registró por medio de! aparato dei plato caliente siguiendo ía norma ASTM C177-13. La muestra sometida a esta prueba es de 5 cm por 5 cm por 2 mm de alto de la misma pasta final descrita en el ejemplo 1. Este composito muestra transmisión térmica de 0,23 W/mK, mientras que el mortero de 1750 kg/m3 da una respuesta de 0.80 W/mK. El dato obtenido es muy semejante al dato que arroja cualquier aislante acústico, 0.25 W/mK. Esta característica permite postular a este nuevo composito como un material de amplia conveniencia para aplicaciones de eficiencia energética a! regular la sensación de calor o frío a! interior de una habitación debido a la composición misma de este nuevo material.