Development and characterization of thermoplastic polymeric materials, reinforced by inclusion of cellulose nanoparticles

Abstract

[Abstract]: The aim of my project is the planning of development and characterization of new composites consisting on polymers with improved mechanical, thermal and barrier properties, obtained using mainly nanocellulose as reinforcements. It is focused on the study and chemical modification of nanocellulose surface, to improve the compatibility with polymers. In turn, alternative modified polymers will be studied. The objective is to achieve composites with appropriate characteristics, enhancing the relation between matrix and dispersed phase. When both parts, polymers and modified nanocellulose are prepared, the composites will be created. In addition, the percentages of each part will vary to improve polymer properties. The final composites will have applications such as food packing, caps, automobile parts, reusable bags, trays and containers, toys, houseware and building insulation materials among others. This TFG focuses on the bibliographic study of the materials, strategies and techniques to be developed. It should be noted that this TFG project results from the modification of the initially proposed, which included mostly experimental work at CETIM company. The development of the normal path of this project was interrupted by the exceptional situation of COVID-19. After the publication of Real Decreto 463/2020, on March 14th, which stated the state of alarm due to the health crisis management caused by COVID- 19, I had to perform my final project at my home address, converting the project in this bibliographic research.

[Resumen]: El objetivo de mi TFG es la planificación del desarrollo y caracterización de nuevos materiales que consisten en polímeros con propiedades mecánicas, térmicas y de barrera mejoradas, utilizando principalmente nanocelulosa como refuerzos. Se centra en el estudio y la modificación química de la superficie de la nanocelulosa, para mejorar la compatibilidad con los polímeros. A su vez, se estudiarán modificaciones de los polímeros. El objetivo es lograr materiales con características apropiadas, mejorando la relación entre la matriz y la fase dispersa. Cuando esta compatibilidad se alcance para ambas partes, polímeros y nanocelulosa, se crearán los “composites”. Además, los porcentajes de cada parte variarán para mejorar las propiedades del polímero. Los materiales finales tendrán aplicaciones tales como el envasado de alimentos, tapas, piezas de automóviles, bolsas reutilizables, bandejas y contenedores, juguetes, artículos para el hogar y materiales de construcción, entre otros. Este TFG se centra en el estudio bibliográfico de los materiales, estrategias y técnicas a desarrollar. Cabe señalar que este TFG es el resultado de la modificación de la propuesta inicial que incluía principalmente trabajos experimentales en la empresa CETIM. El desarrollo del proyecto fue interrumpido por la situación excepcional de COVID-19. Después de la publicación del Real Decreto 463/2020, el 14 de marzo, que declaró el estado de alarma debido a la gestión de crisis de salud causada por el COVID- 19, tuve que realiza el TFG en casa, convirtiendo el trabajo en una investigación bibliográfica.

[Resumo]: O obxectivo do meu TFG é a planificación do desenvolvemento e caracterización de novos materiais que consisten en polímeros con propiedades mecánicas, térmicas e de barreira melloradas, usando principalmente nanocelulosa como reforzo. Céntrase no estudo e a modificación química da superficie da nanocelulosa, para mellorar a compatibilidade cos polímeros. Á súa vez, estudaranse modificacións para os polímeros. O obxectivo é lograr materiais con características apropiadas, mellorando a relación entre a matriz e a fase dispersa. Cando esta compatibilidade se alcance para ambas partes, polímeros e nanocelulosa, crearanse os “composites”. Ademais, as porcentaxes de cada parte variarán para mellorar as propiedades do polímero. Os materiais finais terán aplicacións tales como o envasado de alimentos, tapadeiras, pezas de automóbiles, bolsas reutilizables, bandexas e contedores, xoguetes, artigos para o fogar e materiais de construción, entre outros. Este TFG céntrase no estudo bibliográfico dos materiais, estratexias e técnicas a desenvolver. Cómpre mencionar que este TFG é o resultados da modificación da proposta inicial que incluía principalmente traballos experimentais na empresa CETIM. O desenvolvemento do proxecto foi interrompido pola situación excepcional da COVID- 19. Despois da publicación do Real Decreto 463/2020, o 14 de marzo, que declarou o estado de alarma debido á xestión da crise de saúde causada pola COVID-19, tiven que facer o TFG na casa, convertendo o traballo nunha investigación bibliográfica.