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Recycling of PVC and XLPE for High Impact Resistance in Spool DevelopmentGranowski, Gregory A 05 1900 (has links)
My work focuses on taking waste wire-grade PVC = poly(vinyl chloride) and waste XLPE = cross-linked polyethylene and recycle them into small wire/cable spool technology in order to reduce waste cost and reduce cost of spool production. The PVC and XLPE were provided by Encore Wire Corp. of McKinney, TX; they have also defined the standard to which I am comparing my results. The end goal is to incorporate as much PVC and XLPE into the spools while maintaining material toughness, impact resistance, as well as cost-effectiveness in the implementation of the waste materials. The work has been divided into two primary sections, the first is focused on improving material strength through the addition of ceramic fillers. The second section is focused on adding PVC and XLPE into a stronger and highly cohesive polymer matrix and optimizing the concentration of the waste products. Since XLPE is non-polar while PVC is strongly polar, compatibilizers such as CPE (chlorinated polyethylene) and MA-DCP (maleic anhydride with dicumyl peroxide) were used to improve interactions between polar and non-polar constituents. Testing involved the tensile mechanical properties, tribology and thermal properties, namely dynamic mechanical analysis (DMA) and evaluation of thermal degradation by thermogravimetric analysis (TGA). Combining PVC and XLPE together is not economically feasible with current compatiblizers. At the same time, introduction of PVC waste or XLPE waste with sufficient properties of the resulting composites is doable.
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Kinetics and Mechanism of Vinyl Chloride Polymerization: Effects of Additives on Polymerization Rate, Molecular Weight and Defect Concentration in the PolymerSi, Kun 26 January 2007 (has links)
No description available.
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The effects of load, frequency, slip amplitude, humidity and film thickness of polyvinyl chloride on fretting corrosionRorrer, Ronald Alvin Lee January 1985 (has links)
The purpose of this study was to investigate the effects and interactions of lead, frequency, amplitude of slip, humidity, and film thickness of polyvinyl chloride on fretting corrosion. In particular, this study describes the effects of these parameters on the polymer film life and also on the wear of the metal surfaces after metallic contact had occurred. The two levels that were used for each parameter are: load, 15.6 and 31.1 N (3.5 and 7.0 lb); amplitude of slip, 165 and 330 μm (6.5 and 13 mils); frequency of slip, 20 and 40 Hz; humidity of air, 16.6 percent, and 58.4 percent relative humidity; and PVC film thickness, 20 and 37 μm (0.8 and 1.45 mils). The 52100 steel balls were loaded against a 1045 steel disk that was coated with PVC. This configuration was then subjected to a two-level, five-factor experiment comprised of the above levels of conditions. / M.S.
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Modélisation de l'évaporation en milieu poreux: développement de modèles fondamentaux et appliqués / Evaporation in porous media modelling: fundamental and applied models developmentDebaste, Frédéric 11 July 2008 (has links)
L'étude des phénomènes fondamentaux de<p>transport et de thermodynamique apparaissant lors de l'évaporation<p>en milieu poreux permet l'investigation d'applications pratiques<p>variées. Dans ce travail, nous développons des modèles fondamentaux<p>d'évaporation en milieu poreux que nous appliquons ensuite au<p>séchage en lit fluidisé de deux matériaux granulaires poreux :le<p>PVC et la levure.<p><p>Les modèles mis au point sont réalisés suivant une approche<p>multiéchelle. Nous nous intéressons tout d'abord aux phénomènes se<p>déroulant à l'échelle d'un pore. Les modèles développés à cette<p>échelle sont ensuite exploités dans le cadre d'une étude à l'échelle<p>d'un grain poreux. Le couplage des modèles de grain avec un modèle à<p>l'échelle du réacteur permet alors l'étude des applications<p>industrielles.<p><p>A l'échelle du pore, nous étudions les phénomènes de transport dans<p>un capillaire initialement rempli de liquide qui s'évapore vers<p>l'atmosphère ambiante. L'objectif est de prédire le taux<p>d'évaporation dans cette configuration. Nous nous intéressons<p>successivement à la modélisation du transport de matière par<p>convection-diffusion en phase gazeuse et la modélisation de l'impact<p>de films liquides adsorbés à la paroi du capillaire sur le transport<p>de matière. Ces deux modèles sont confrontés à des expériences<p>d'évaporation en capillaires cylindriques visualisées à l'aide de<p>deux dispositifs optiques. Le premier offre un suivi d'ensemble au<p>cours du temps du capillaire, alors que le second, un interféromètre<p>de Mach-Zehnder, permet une visualisation locale de la région<p>entourant le ménisque.<p><p>Le modèle portant sur le transport de matière par<p>convection-diffusion mène à la définition d'un critère non<p>dimensionnel permettant d'évaluer si la convection dans la phase<p>gazeuse dans le capillaire doit être prise en compte pour évaluer le<p>taux d'évaporation. Le modèle de film permet de prédire l'impact de<p>celui-ci sur l'évaporation en présence d'un gaz inerte lorsque les<p>mouvements convectifs en phase gazeuse sont négligeables. La<p>confrontation de ce modèle avec les profils d'épaisseur des films<p>obtenus à l'aide de interféromètre de Mach-Zehnder ne permet pas de<p>valider le modèle, et ce, suite à une trop grande incertitude sur<p>l'évaluation des interactions entre la paroi et le liquide.<p><p>A l'échelle d'un grain, nous développons un modèle discret par<p>réseau de pores et deux modèles continus pour tenter de prédire le<p>taux d'évaporation et la distribution des phases dans le milieu<p>poreux. Le modèle par réseau de pores prend en compte les transports<p>de matière par diffusion en phase gazeuse, par convection dans les<p>pores remplis de liquide et par convection dans les films liquides.<p>Les effets visqueux en phase liquide sont également modelisés. Pour<p>la prise en compte de ces derniers, nous montrons l'importance de<p>l'usage d'un algorithme approprié. Nous évaluons ensuite au travers<p>de trois nombres sans dimensions l'impact du transport par film et<p>des effets visqueux sur l'évaporation et la distribution des phases.<p>Cette analyse dimensionnelle est ensuite appliquée à l'étude de<p>réseaux de pores pour lesquels la section des liaisons les<p>constituant est idéalisée par des polygones réguliers. Pour les<p>modèles continus après une vérification simplifiée de<p>l'applicabilité de cette démarche, nous développons deux modèles<p>simples. Dans les deux modèles, l'étape de séchage à vitesse<p>constante est supposée limitée par le transport de matière externe<p>au grain. Le premier modèle, dit à front pénétrant, suppose que<p>l'étape de séchage à vitesse décroissante correspond à l'existence<p>d'un front d'évaporation qui s'enfonce dans la matrice poreuse. Le<p>second modèle, dit à surface d'échange variable, attribue cette même<p>étape du séchage à une diminution progressive de la surface<p>d'évaporation en surface du grain.<p><p>A l'échelle du réacteur, nous présentons deux modèles visant à<p>simuler deux types d'essais différents :le séchage en lit fluidisé<p>et la thermogravimétrie analytique. Ces deux modèles sont couplés<p>aux différents modèles à l'échelle de grain pour étudier le séchage<p>de PVC et de levure tant en lit fluidisé que lors des essais de<p>thermogravimétrie analytique.<p><p>Dans le cas du PVC, le modèle par réseau de pores ne peut pas être<p>appliqué de par la nécessité d'une trop grande puissance de calcul.<p>Au niveau des modèles continus, nous montrons que l'application du<p>modèle à surface d'échange variable permet de reproduire les courbes<p>de séchage expérimentales des essais en lit fluidisé.<p><p>Dans le cas de la levure, nous appliquons le modèle par réseau de<p>pores et le modèle à front pénétrant. L'utilisation du modèle par<p>réseau de pores nécessite une connaissance plus détaillée de la<p>structure poreuse des grains. Le traitement d'une analyse par<p>microtomographie nous permet d'obtenir un réseau de pores<p>expérimental. Celui-ci est utilisé pour montrer que la méthode de<p>caractérisation de la porosité par intrusion de mercure ne semble<p>pas adaptée à un matériau deformable comme la levure. Le même réseau<p>est utilisé pour simuler le séchage de grains de levure à l'aide du<p>modèle par réseau de pores. Les simulations sont réalisées sur des<p>réseaux équivalents à des coupes dans le solide. Le modèle par<p>réseau de pores et le modèle à front pénétrant permettent tous deux<p>de modéliser correctement le séchage de levure en lit fluidisé<p>moyennant l'ajustement de leurs paramètres ajustables,<p>respectivement la conductibilité des films liquide et la tortuosité.<p>Pour l'essai de thermogravimétrie, ils ne parviennent à approcher<p>que la première étape de celui-ci. Les avantages, défauts et<p>complémentarités de ces deux modèles sont discutés.<p><p>Nous évaluons ensuite l'impact du rétrécissement de la levure et des<p>types d'eau sur le séchage de ce matériau. Le rétrécissement est,<p>pour ce faire, mesuré à l'aide d'un stéréomicroscope. Ces premières<p>mesures, exploratoires, mènent à la définition d'un modèle empirique<p>de retrait du solide au cours de son séchage. En le prenant en<p>compte dans les modèles déjà appliqués à la levure, nous montrons<p>que le retrait a un impact significatif sur l'étape de séchage à<p>vitesse décroissante. Cet impact<p> peut cependant être masqué intégralement par la réévaluation<p>des paramètres ajustables des différents modèles. Finalement,<p>l'étude des types d'eau au travers d'un modèle simple appliqué à<p>l'essai de thermogravimétrie analytique montre que les types d'eau<p>ne doivent pas être pris en compte pour modéliser le séchage de<p>levure.<p><p>A l'issue de ce travail, nous disposons donc de modèles fondamentaux<p>d'évaporation en milieu poreux. Ceux-ci peuvent être appliqués à des<p>cas d'intérêt industriel, comme nous le réalisons pour le PVC et la<p>levure. Ils peuvent servir à améliorer la<p>compréhension de ces procédés. Ils représentent donc des<p>outils de choix pour la conception, le dimensionnement et<p>l'optimisation du séchage. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Contrôle des mécanismes d’interactions nanocharge/polymère en milieu solvant : application aux revêtements à base de PVC et de PAI / Control of the nanofiller/polymer interactions mecanisms in solvent medium : application to PVC- and PAI-based coatingsAugry, Ludivine 24 March 2011 (has links)
Ce travail de thèse a consisté à améliorer certaines propriétés de revêtements fonctionnels à base de polychlorure de vinyle (PVC) plastifié et de polyamide-imide (PAI) par incorporation de nanocharges inorganiques préformées, lamellaires ou divisées. La compatibilisation des nanocharges avec la matrice dans laquelle elles ont été incorporées s’est avérée indispensable pour obtenir des films nanocomposites avec une distribution homogène et un état de dispersion le plus fin possible. Différentes stratégies de compatibilisation ont été étudiées, comme la physisorption, la chimisorption, l’intercalation ou encore la chélation d’agents compatibilisants judicieusement choisis et adaptés à chacun des systèmes. Les nouvelles nanocharges ainsi modifiées ont été caractérisées en vue de leur introduction dans la matrice. Les films nanocomposites « compatibilisés » ont été élaborés en voie solvant et/ou par polymérisation in-situ, suivie d’une gélification physique pour le PVC ou d’une réticulation chimique pour le PAI. La caractérisation morphologique des films, réalisée par DRX et MEB/MET, ainsi que les propriétés thermiques et thermomécaniques des films, évaluées par ATG, DSC et DMA, mettent en évidence l’importance de deux paramètres : la chimie de surface des nanocharges, à l’origine des interactions interfaciales nanocharge/polymère, et le procédé d’élaboration du nanocomposite. / This study aims at improving some properties of functional PVC- and PAI- based coatings by adding preformed inorganic lamellar or spherical nanofillers. The compatibilization of nanofiller with the polymer matrix in which they are introduced, is required in order to obtain nanocomposite films with an homogeneous distribution and a dispersion state as fine as possible. Different compatibilization strategies, well-suited for each system, have been studied: compatibilizer physisorption, chemisorption, intercalation or chelation. The new modified nanofillers have been characterized before their introduction into the matrix. Various strategies have been considered to obtain the “compatibilized” nanocomposite films such as the solution mixing and/or the in-situ polymerization, followed by a physical gelation or curing step for PVC- or PAI-based nanocomposites, respectively. The morphological characterization of the films, through XRD and SEM/TEM analysis, and the thermal and thermomecanical properties, evaluated by TGA, DSC and DMA, underlined the importance of two parameters: the nanofiller surface chemistry, responsible for the nanofiller/polymer interfacial interactions, and the elaboration process of the nanocomposite.
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Recycling of uPVC window profile wasteKelly, Adrian L., Coates, Philip D., Rose, R.M., Weston, S. January 2007 (has links)
No / Methods of recycling unplasticized polyvinyl chloride (uPVC) window frame waste were investigated. The quality of untreated granular waste was compared to that of waste treated by a range of contaminant removal processes including melt filtration and dissolution. Processability of each recyclate was evaluated by using a highly instrumented single screw extruder that enabled melt viscosity and process variation to be monitored in real time. Product quality measurements such as mechanical properties and surface defects were made on extruded strip, and the nature of the stabilizers present was determined. The mechanical properties of recyclates were found to be comparable to or better than those of virgin material in all cases and conformed to industry standards for window profile. Contaminant removal stages significantly reduced the amount of large surface defects detected in extrudate. Processability was comparable to that of virgin compounds, but melt viscosity varied among different batches of recyclate, depending on the source and composition of the original PVC formulation.
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Compréhension de la fragilité des composites PVC/bois par l'étude des relations microstructure/propriétés mécaniques et des mécanismes d'endommagement / Comprehension of PVC/wood flour composites brittleness analysis of the relations between microstructure, mechanical properties ans failure mechanismsBalamoutoff, Alexia 13 March 2012 (has links)
Ce travail de thèse a pour objectif de comprendre la fragilité des composites à matrice polymère (PVC) contenant des particules de bois. Dans un premier temps, il s’agit d’examiner le rôle de chacun des constituants : matrice et charge, sur les propriétés mécaniques du composite. Cette étude a montré que l’influence des paramètres relatifs à la microstructure de la matrice PVC est minoritaire face à celle des paramètres de la farine de bois. Pour mettre en évidence le rôle des particules de bois, une méthode d’analyse de leur dispersion et leur orientation par une technique 3D non destructive, a été employée : la tomographie aux rayons X. Un traitement spécifique des données a permis de quantifier la taille, l’orientation et la connectivité des particules. Ainsi, on a montré que l’existence d’agglomérats et/ou d’un réseau percolant fragilise fortement le composite ce qui explique la chute de la résistance au choc lorsque le taux de farine de bois augmente. Pour optimiser le compromis fragilité/ductilité, différentes solutions ont été envisagées. Dans un deuxième temps, nos travaux s'intéressent à l'évolution de l'endommagement de matériaux composites possédant différents taux de farine de bois. Cette évolution est mesurée à l'aide de deux techniques : l'émission acoustique et la tomographie aux rayons X in-situ. La décohésion à l’interface entre la matrice PVC et les particules de bois est le mécanisme initiant l’endommagement. La transition ductile/fragile des composites s’explique par la coalescence de ces cavités. L’ajout de modifiant choc ne réduit pas suffisamment ce mécanisme. Les agents de couplage sont donc la voie à explorer afin d’améliorer l’interface matrice/particules et remédier au défaut d’adhésion qui pénalise ces composites. / The aim of the present study is to understand the origin of the brittleness of PVC/wood flour composites (WPC). The influence of the matrix and of the filler is investigated: fiber parameters are key factors that significantly affect the mechanical properties of WPC. Fiber dispersion, orientation and particles connectivity can be accurately assessed by using the non-destructive X-ray tomography technique. The qualitative and quantitative analysis of tomography experimental results allows a 3D visualisation of the composite. The brittleness of the composites is caused by agglomerates and/or the presence of a percolated network: it explains why impact resistance decreases when the wood flour content increase. To optimise the rigidity/ductility compromise, several solutions are considered. The other part of this work consists of combining acoustic emission and X-ray tomography to study the evolution of damaging in composite materials with different wood flour content. An original coupling of these two techniques is implemented. The main failure mechanism involved in such composites is the decohesion between the matrix and the wood particles. The ductile/brittle transition occurs when the cavities coalescence becomes the dominant process over the PVC matrix failure. Adding impact modifiers is not sufficient to improve the ductility of the composite. Coupling agents are the route to be explored so as to improve the interfacial adhesion between the matrix and the particles.
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Procesado y caracterización de plásticos industriales de polímeros con plastificantes derivados de ésteres del ácido cinámicoBarandiaran Torres, Alejandro 02 September 2024 (has links)
[ES] El objetivo principal de la presente tesis doctoral es el estudio y desarrollo de materiales
basados en el ácido poliláctico (PLA) y policloruro de vinilo (PVC) con el fin de mejorar las
propiedades y poder aplicarlos en el sector industrial. Este estudio se centra principalmente en la
mejora de las propiedades térmicas, mecánicas, morfológicas y ópticas, entre otras, así como la
modificación de la fragilidad y rigidez inherentes a los materiales poliméricos nombrados
anteriormente mediante el empleo de aditivos como agentes plastificantes derivados del ácido
cinámico.Los ésteres derivados
del ácido cinámico, o cinamatos, resultan ser de gran importancia. Al igual que muchos ésteres,
éstos son compuestos de volatilidad media que se emplean mucho en las fragancias y para aportar
sabor en el sector alimentario. Se trata de compuestos orgánicos aromáticos con funcionalidades
muy interesantes desde el punto de vista químico, ya que la presencia de grupos carboxílicos e
insaturaciones permiten llevar a cabo reacciones de polimerización por condensación.
Esta tesis doctoral aborda el desarrollo y evaluación del potencial de algunos compuestos
de ésteres de ácido cinámico como agentes plastificantes de alto rendimiento medioambiental
para mejorar las propiedades dúctiles de PLA. Los cinamatos empleados en el trabajo ofrecieron
parámetros de solubilidad () similares al del PLA, resultando una opción técnicamente viable
para la mejora de la tenacidad del PLA. El proceso de plastificación se llevó a cabo mediante
extrusión y, posteriormente, los materiales se sometieron a un proceso de inyección, validando,
de esta manera, la transferencia de los resultados a escala industrial. En particular, se evaluó la
influencia de la estructura de diferentes ésteres del ácido cinámico, en una proporción fija del 20
% en peso. Los resultados, demostraron el excepcional efecto plastificante que pueden aportar los
cinamatos, con una notable mejora en las propiedades mecánicas dúctiles, así como una
disminución considerable de la temperatura de transición vítrea (Tg), propiedad importante en las
características de los plastificantes.
También se aborda el desarrollo de compuestos con matriz de PLA y refuerzos de residuos
de Posidonia oceanica. Esta es una planta acuática presente de manera abundante en el mar
Mediterráneo con una gran cantidad de beneficios en los ecosistemas. Dado que la incorporación
de fibras de Posidonia oceanica repercute en un incremento de la fragilidad, se incorporaron
ésteres del ácido cinámico con el fin de mejorar la tenacidad de los compuestos obtenidos. Se
emplearon técnicas de extrusión reactiva (REX) para mejorar las interacciones entre el PLA, las
fibras Posidonia oceanica y los plastificantes derivados del ácido cinámico. El proceso de
extrusión reactiva se llevó a cabo en presencia de un iniciador de peróxido de dicumilo (DCP), y
permite una notable mejora en las propiedades mecánicas dúctiles, estabilidad térmica,
plastificación e interacción entre los componentes de los compuestos.
Esta investigación también pretende explorar las posibilidades de los ésteres del ácido
cinámico en la plastificación de uno de los polímeros que representa el mayor volumen industrial
de consumo de plastificantes: el policloruro de vinilo (PVC). Con ello, se pretende validar la
utilidad de una nueva familia de plastificantes de tipo cinamato, altamente respetuosos con el
medio ambiente, como alternativas al empleo de ftalatos. La mejora en las propiedades mecánicas resultó ser de gran
magnitud, en lo referente a las propiedades dúctiles. Además, los films obtenidos mostraron altos
niveles de transparencia y mínima absorción de luz visible y ultravioleta. / [CA] L'objectiu principal de la present tesi doctoral és l'estudi i desenvolupament de materials
basats en l'àcid polilàctic (PLA) i policlorur de vinil (PVC) amb la finalitat de millorar les
propietats i poder aplicar-los en el sector industrial. Aquest estudi es centra principalment en la
millora de les propietats tèrmiques, mecàniques, morfològiques i òptiques, entre d'altres, així com
la modificació de la fragilitat i rigidesa inherents als materials polimèrics esmentats mitjançant
l'ús d'additius com agents plastificants derivats de l'àcid cinàmic.Els
èsters derivats de l'àcid cinàmic, o cinamats, resulten ser de gran importància. Igual que molts
èsters, aquests són compostos de volatilitat mitjana que s'empren molt en les fragàncies i per a
aportar sabor en el sector alimentació. Es tracta de compostos orgànics aromàtics amb
funcionalitats molt interessants des del punt de vista químic, ja que la presència de grups
carboxílics i insaturacions permeten dur a terme reaccions de polimerització per condensació.
Esta tesi doctoral aborda el desenvolupament i avaluació del potencial d'alguns compostos
d'èsters de l'àcid cinàmic com agents plastificants d'alt rendiment mediambiental per a millorar
les propietats dúctils de PLA. Els cinamats empleats en el treball ofereixen paràmetres de
solubilitat (¿) similars al del PLA, resultant una opció tècnicament viable per a la millora de la
tenacitat del PLA. El procés de plastificació es va dur a terme mitjançant extrusió i, posteriorment,
els materials es van sotmetre a un procés d'injecció, validant, d'aquesta manera, la transferència
dels resultats a escala industrial. En particular, es va avaluar la influència de l'estructura de
diferents èsters de l'àcid cinàmic, en una proporció fixa del 20 % en pes. Els resultats, demostren
l'excepcional efecte plastificant que poden aportar els cinamats, amb una notable millora en les
propietats mecàniques dúctils, així com una disminució considerable de la temperatura de
transició vítria (Tg), propietat important en les característiques dels plastificants.
També s'aborda el desenvolupament de compostos amb matriu de PLA i reforços de
residus de Posidonia oceanica. Aquesta és una planta aquàtica present de manera abundant en la
mar Mediterrània amb una gran quantitat de beneficis en els ecosistemes. Atés que la incorporació
de fibres de Posidonia oceanica repercuteix en un increment de la fragilitat, es van incorporar
èsters de l'àcid cinàmic amb la finalitat de millorar la tenacitat dels compostos obtinguts. Es van
emprar tècniques d'extrusió reactiva (REX) per a millorar les interaccions entre el PLA, les fibres
de Posidonia oceanica i els plastificants derivats de l'àcid cinàmic. El procés d'extrusió reactiva
es va dur a terme en presència d'un iniciador de peròxid de dicumil (DCP), i permet una notable
millora en les propietats mecàniques dúctils, estabilitat tèrmica, plastificació i interacció entre els
components dels compostos.
Esta investigació també s'enfonsa en les possibilitats del èsters de l'àcid cinàmic en la
plastificació d'un dels polímers que representa el major volum industrial de consum de
plastificants, el policlorur de vinil (PVC). Amb això, es pretén validar la utilitat d'una nova família
de plastificants de tipus cinamat, altament respectuosos amb el medi ambient, com a alternatives
a l'ús de ftalats. La millora en les
propietats mecàniques va resultar ser de gran magnitud, referent a les propietats dúctils. A més,
els films obtinguts van mostrar alts nivells de transparència i mínima absorció de llum visible i
ultraviolada, fent-los candidats per a aplicacions que requerisquen claredat com el sector
d'envasos. / [EN] The main objective of this doctoral thesis is the study and development of materials based
on polylactic acid (PLA) and polyvinyl chloride (PVC) to enhance their properties for application
in the industrial sector. This study primarily focuses on improving thermal, mechanical,
morphological, and optical properties, among others, as well as modifying the inherent fragility
and rigidity of the aforementioned polymeric materials through the use of additives such as
plasticizing agents derived from cinnamic acid. Cinnamic acid is an aromatic carboxylic acid
containing a double bond and, therefore, has two geometric isomers. The trans form is the most
abundant due to its adopted structure, offering interesting possibilities in the polymer industry.
This compound and its derivatives are widely used in various sectors such as medical, cosmetic,
food, environmental, and toiletries, among many others. Ester derivatives of cinnamic acid, or
cinnamates, are particularly important. Like many esters, they are medium-volatility compounds
widely used in fragrances and to impart flavor in the food industry. They are aromatic organic
compounds with chemically interesting functionalities, as carboxylic groups and unsaturations
enable condensation polymerization reactions. In this regard, they are of special interest in the
synthesis and/or modification of polymeric materials.
This doctoral thesis addresses the development and evaluation of the potential of some
cinnamic acid ester compounds as environmentally friendly high-performance plasticizing agents
to improve the ductile properties of PLA. The cinnamates used in the work offer solubility
parameters (δ) similar to PLA, making them a technically viable option for improving PLA
toughness. The plasticization process was carried out through extrusion, and subsequently, the
materials underwent an injection process, thus validating the transferability of the results on an
industrial scale. In particular, the influence of the structure of different cinnamic acid esters was
evaluated at a fixed proportion of 20 % by weight. The results demonstrate the exceptional
plasticizing effect that cinnamates can provide, with a significant improvement in ductile
mechanical properties and a considerable decrease in the glass transition temperature (Tg), an
important property in plasticizer characteristics.
The development of composites with a PLA matrix and reinforcements of Posidonia
oceanica residues is also addressed. This aquatic plant is abundant in the Mediterranean Sea and
has numerous benefits for ecosystems. Since the incorporation of Posidonia oceanica fibers leads
to increased fragility, cinnamic acid esters were added to improve the toughness of the obtained
compounds. Reactive extrusion (REX) techniques were employed to enhance interactions
between PLA, Posidonia oceanica fibers, and cinnamic acid-derived plasticizers. The reactive
extrusion process was carried out in the presence of dicumyl peroxide (DCP) as an initiator,
resulting in a significant improvement in ductile mechanical properties, thermal stability,
plasticization, and interaction between the components of the compounds. This research paves
the way for a variety of environmentally high-performance compounds with improved toughness
through reactive extrusion processes.
Theis research also aims to explore the possibilities of cinnamic acid esters in the
plasticization of one of the polymers representing the largest industrial volume of plasticizer
consumption, the polyvinyl chloride. The aim is to validate the utility of a new family of
environmentally friendly cinnamate-type plasticizers as alternatives to phthalates.
The improvement in mechanical properties, especially in ductile
properties, was of significant magnitude. Additionally, the obtained films showed high levels of
transparency and minimal absorption of visible and ultraviolet light. / Barandiaran Torres, A. (2024). Procesado y caracterización de plásticos industriales de polímeros con plastificantes derivados de ésteres del ácido cinámico [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/208434
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