Los materiales compuestos de matriz termoplástica exhiben importantes ventajas potenciales comparados con los termorrígidos tradicionales: mayor tenacidad, post-formabilidad, facilidad de reciclado y bajo costo. Sin embargo, la pobre adhesión matriz-fibra, aun cuando se utilicen agentes acoplantes, así como la alta viscosidad de fundido, dificultan el aprovechamiento pleno de las propiedades alcanzables y la capacidad de procesamiento de estos compuestos. Con el propósito de mejorar estas falencias, se plantea como objetivo general de este trabajo de Tesis, incrementar las propiedades finales de materiales compuestos de polipropileno y fibra de vidrio mediante el mejoramiento de la adhesión polímero-vidrio por unión química entre ambos. Se propone, como ruta de compatibilización, la copolimerización directa de propileno sobre el vidrio, de modo tal que la interacción con la matriz sea por entrelazamientos de cadenas polipropilénicas. En tal sentido, la metodología empleada involucra un análisis inicial de las superficies de vidrio según su composición y su forma de procesamiento, así como la forma de modificarlos para que contengan suficiente cantidad de oxidrilos en superficie. Se llevan a cabo polimerizaciones tanto sobre placas de vidrio, previamente modificadas con un tratamiento ácido/base, como sobre fibras de vidrio comerciales. La reacción utilizada involucra la copolimerización directa de propileno sobre vidrio, utilizando un sistema catalítico metalocénico y una hidroxi-α-olefina como comonómero. Los productos de reacción son básicamente copolímero en solución y polímero injertado sobre la superficie de vidrio. El primero fue caracterizado mediante cromatografía por permeación de geles, espectrometría infrarroja, calorimetría diferencial de barrido (DSC), análisis termogravimétrico (TGA), difracción de Rayos X y microscopía electrónica de barrido (SEM). Para determinar si el polímero se encuentra químicamente adherido al vidrio, se utilizaron técnicas de SEM con microanálisis de Rayos X dispersivo en energía, TGA, y DSC. Las muestras fueron sometidas a una extracción severa para eliminar el polímero físicamente adherido a la superficie. Los cambios superficiales introducidos por la polimerización fueron analizados mediante ensayos comparativos de hidrofobicidad respecto de las fibras de partida. La caracterización de la adhesión se llevó a cabo mediante el test de fragmentación, en tanto que las propiedades mecánicas se evaluaron ensayos de tracción sobre muestras sándwich PP/FV/PP. Por último el análisis de penetrabilidad de polipropileno en tejidos de fibras se realizó por SEM en superficie de fractura. Los resultados permiten concluir que para injertar polipropileno sobre la superficie del vidrio es necesaria una concentración de oxidrilos superficiales que permitan la generación del macrocomonómero sobre este. Estos oxidrilos reaccionan con metilaluminoxano, que a su vez reacciona con una hidroxi-α-olefina, constituyendo el macrocomonómero con dobles enlaces terminales. La copolimerización con propileno en solución se hace efectiva a partir de los dobles enlaces del macrocomonómero y es catalizada por metalocenos activados por metilaluminoxano. La técnica de compatibilización propuesta para los sistemas fibra de vidrio-polipropileno es viable para ser llevada a cabo directamente sobre las fibras sin modificación superficial previa. La reacción fue efectiva bajo las condiciones estudiadas. La inclusión de las fibras copolimerizadas dentro de materiales compuestos resulta en un aumento notable de la adhesión y por ende de las propiedades mecánicas, así como de la penetrabilidad en compuestos cargados con tejidos de fibras. Esta técnica brinda una ruta alternativa para solucionar un problema crucial en la preparación de materiales compuestos de base termoplástica cargados con tejidos de fibras, la impregnación. / Thermoplastic matrix composites exhibit potential important advantages as compared with the traditional thermoset ones: greater tenacity, formability, recyclability and low cost. However, poor matrix-fiber adhesion, even using coupling agents, as well as the high viscosity of the molten matrix, does not allows to take full advantage of the properties and processing capabilities of these composites. In order to improve these weak points, a new compatibilization route is proposed in this thesis work by direct polymerization of the matrix onto the fiber surface. The chemical anchoring of the matrix polymer on glass fibers was improved by direct metallocenic copolymerization of propylene onto the fibers. The experimental route involves an initial contact with methylaluminoxane and a hydroxy--olefin to generate anchorage points on the fiber surface, followed by a propylene copolymerization catalyzed by metallocene system. As a result of this reaction, PP chains grow by copolymerization of propylene with the olefin anchored to the GF surface. Two different geometries of glass substrate were used, slides and fibers. These specimens came from different glass types, soda-lime and E-glass respectively, and different fabrication procedures as well. So, they presented different glass surface composition. Regarding the polymer anchorage, for example, fiber samples contains superficial OH while slides not. For this reason, a special acid/base pretreatment was necessary to generate a sufficient amount of OH groups on the slide surface to allow the reaction to occur. Reaction products are basically solution copolymer and PP grafted onto glass surface. The first was characterized by gel permeation chromatography, infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetrical analysis (TGA) and X-ray diffraction. The copolymerization reaction occurrence was verified by scanning electron microscopy (SEM) with X-ray disperse energy microanalysis. Part of the samples was subjected to solvent extraction to eliminate the PP physically adhered and then compared to non-extracted samples to determine if PP is chemically bonded to glass. The changes introduced by surface polymerization were analyzed by comparative hydrophobicity tests on untreated fiber. The reaction proposed for systems PP/GF is viable to be carried out directly on the fibers without prior surface modification. It was effective under the conditions studied. In order to characterize the PP-GF adhesion, the interfacial shear strength was determined by single-fiber fragmentation tests on model composites for different hydroxy--olefin concentrations. The surface treatment induced great increases in adhesion compared to the untreated fibers. The improved interfacial adhesion level was confirmed by SEM observation of the morphology at the fiber-matrix region of cryogenic-fractured samples. Also, mechanical properties of PP/GF/PP composites prepared with copolymerized fibers either uniaxially oriented monofilaments or bidirectional woven rovings were so improved, especially ductility and tenacity. In woven rovings the PP impregnation were enhanced and the final mechanical properties are similar to the single polymer composites. This route for polymer grafting onto glass surface can be suitable for technological applications to improve the fiber-matrix adhesion and impregnation in glass fiber thermoplastic composites.

La modificación química de polímeros, especialmente las poliolefinas, ha sido tema de estudio en los últimos años, con el propósito de obtener nuevos materiales. Estos polímeros modificados pueden ser utilizados como agentes de compatibilización (compatibilizante) para obtener mezclas (blendas) poliméricas más homogéneas que, en general, son incompatibles que si.

Ingeniero Civil / En este trabajo de memoria de título se analiza y estudia el efecto que tiene compatibilizar registros de terremotos reales con un espectro de diseño o Target, para diferentes tipos de suelos. Entre los objetivos que se destacan del trabajo son la implementación en el software Matlab de un programa de compatibilización espectral, realizar una base de datos de registros compatibilizados y la generación de curvas de fragilidad a partir de dicha base datos. En primer lugar, se revisó antecedentes generales acerca de un método de compatibilización espectral, el cual modifica el registro que se quiere compatibilizar en el tiempo agregando funciones wavelet, para posteriormente implementar dicho método en el software Matlab. Luego se hicieron diferentes estudios con el programa ya implementado, utilizando registros de terremotos chilenos compatibilizados a un Target, los cuales fueron comparados mediante la obtención de sus parámetros sísmicos tales como la aceleración máxima del suelo (PGA), Potencial Destructivo, etc. Después de efectuar diversos estudios con el programa implementado en Matlab, se hizo una base de datos de registros de terremotos chilenos compatibilizados a diferentes espectros utilizados como Target (considerando diferentes niveles de PGA), a partir de la cual finalmente se generaron curvas de fragilidad mediante la obtención de la respuesta de desplazamiento no lineal de un modelo estructural simplificado (para distintos rangos de PGA), el cual representa las características de los principales edificios chilenos de hormigón armado que se vieron dañados sustancialmente por el terremoto del Maule el 27 Febrero de 2010 en la Región Metropolitana, de manera de determinar distintos estados de daño de la estructura. Los registros compatibilizados de la base de datos, y registros de terremotos relevantes de Chile, fueron analizados y comparados a partir de sus gráficos en escala logarítmica de Potencial Destructivo en función del PGA, de forma de visualizar la dispersión y tendencia de los datos. Mediante las comparaciones realizadas, se observó que la tendencia y propiedades de los registros compatibilizados dependen principalmente del espectro utilizado como Target y del registro inicial que se utiliza para realizar la compatibilización. Finalmente, a partir de las curvas de fragilidad, se analizó el estado de daño del modelo estructural, obteniéndose un incremento de probabilidad de daño a medida que el tipo de suelo utilizado para generar el Target exigía mayor demanda sísmica a la estructura.

La corriente de residuos provenientes de artículos de eléctrica y electrónica (RAEE) crece de manera exponencial y continua debido al incremento del consumo en productos de alta tecnología y corta vida útil. Esta corriente contiene grandes cantidades de plásticos, que poseen buenas propiedades de impacto con precios relativamente bajos. Sus componentes mayoritarios son el ABS (acrilonitrilo-butadieno-estireno) y el HIPS (poliestireno de alto impacto). Cada uno de ellos es una mezcla compleja de varios constituyentes cuya morfología presenta separación de fases. Dada la similitud en la composición química de estos materiales, la separación neta de los mismos es compleja y acarrea altos costos, por lo que el reciclado de estos componentes mezclados es una alternativa económica y ecológicamente viable. El objetivo general de este trabajo es aumentar el valor agregado de mezclas de HIPS/ABS provenientes de RAEE, mejorando su performance mecánica mediante una adecuada estrategia de compatibilización. La metodología incluye una búsqueda bibliográfica que permite conocer el estado del arte respecto de la composición mundial y nacional de esta corriente de residuos, su manejo, gestión y legislación pertinente, así también como antecedentes relativos a técnicas de reciclado y de compatibilización de mezclas HIPS y ABS. El problema se aborda estudiando la compatibilización por adición en fundido de mezclas HIPS/ABS tanto vírgenes como provenientes de RAEE, con distintas proporciones relativas, analizando desde la auto-compatibilización hasta el efecto del agregado de tres tipos de copolímeros: SBS (estireno-butadieno-estireno), SAN (estireno-acrilonitrilo) y SBR (goma de estireno-butadieno) en tres concentraciones exploratorias. En todos los casos, y previo al mezclado, se realizó una completa caracterización fisicoquímica, térmica, morfológica y mecánica. La eficacia de la compatibilización se evaluó en términos de variaciones en la transición vítrea de los materiales en la mezcla, junto con el análisis del comportamiento mecánico. Los resultados se interpretan en función de la morfología de las mezclas. Las mezclas directas de HIPS/ABS a partir de resinas vírgenes no se auto-compatibilizan mientras que las mezclas a partir de plásticos RAEE sí. Estas últimas podrían utilizarse como reemplazo del HIPS y ABS por sí solos. En mezclas de HIPS/ABS vírgenes, el SAN resultó buen compatibilizante para mezclas con ABS mayoritario en bajas concentraciones mientras que para la mezcla con HIPS mayoritario lo fue el SBS en altas concentraciones. Para la mezcla con cantidades equitativas no se obtuvieron buenos resultados con ninguno de los compatibilizantes en ninguna concentración. Por otra parte, para materiales RAEE en mezclas con HIPS como componente mayoritario, el SBR en bajas concentraciones mejora notablemente la performance mecánica de la mezcla física. El SBS en grandes cantidades arrojó buenos resultados para la mezcla con cantidades equitativas de HIPS y ABS, mientras que para la mezcla con ABS mayoritario el SBS en concentraciones intermedias fue el mejor compatibilizante. La metodología propuesta es sostenible y viable desde el punto de vista de su operación lo que hace que pueda ser implementado en forma directa por los recicladores. Utiliza las operaciones de procesamiento más comunes y sencillas para el reciclado de plásticos. / Waste from electrical and electronic equipment (WEEE) has a continuously and exponentially growing as technological products consumption strongly increases. This waste stream contains high amounts of plastics with good impact properties and relatively low costs. ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) and HIPS (high impact polystyrene), main plastics components of it. They are complex copolymers with multiple constituents and complex morphologies which generally present phase segregation. Automatic separation by type of plastic from WEEE is hard because of ABS and HIPS chemical similarity. Manual separation is the best method but involves high costs and labor risks. Then, an economic and ecological alternative is the recycling of this kind of plastics together. The aim of this thesis is to add value to HIPS/ABS blends from plastic WEEE by improving mechanical performance through adequate compatibilization strategies. Firstly, a literature research gives the state of art related to global and local (Argentine) composition of this waste stream, its management and relevant legislation, as well as literature related to recycling and compatibilization techniques of HIPS and ABS blends. The problem is addressed by studying melt compatibilization of HIPS/ABS blends, both virgin and WEEE resins with different relative proportions, analyzing from the self-compatibilization to the effect of three different copolymers, added in three exploratory concentrations, as compatibilizers: SBS (styrene-butadiene-styrene), SAN (styrene-acrylonitrile) and SBR (styrene-butadiene rubber). In all cases, and before melt-blending, an accurate physicochemical, thermal, morphological and mechanical characterization was made. Compatibilization effectiveness was evaluated by analyzing glass transition variations in blends along with their mechanical performance and morphology. HIPS/ABS direct blends from virgin resins did not self-compatibilize while blends form WEEE plastics did. Last ones could be used as a replacement of HIPS and ABS from WEEE by themselves. In virgin HIPS/ABS blends with major content of ABS, SAN was the best compatibilizer in low concentrations and SBS in high amounts was the best for blend with HIPS as main component. For blend with equal concentration of HIPS and ABS no good results were obtained with any of the compatibilizers in any concentration. On the other hand, for blends made from WEEE with major content of HIPS, the SBR in low amounts notably improves mechanical performance of the blend without compatibilizer. High amounts of SBS gave good results for blends with ABS as major component and intermediate concentrations of SBS compatibilized blend from WEEE with same concentrations of HIPS and ABS. The proposed methodology for plastic WEEE recycling is sustainable and viable from the point of view of its operation, which makes it possible to be implemented directly by recyclers. It uses the most common and simple processing operations for plastic recycling.

RESUMEN. "Reducción de la fragilidad de formulaciones industriales de ácido poliláctico - PLA mediante el empleo de técnicas de mezclado y compatibilización" En los últimos años, se ha producido un incremento de la sensibilidad por el medio ambiente. Con ello, muchas investigaciones se han dirigido hacia el desarrollo de nuevos materiales más respetuosos con el medio ambiente. En el campo de la tecnología de polímeros, el empleo de biopoliésteres poco a poco está invadiendo los sectores industriales. Entre estos poliésteres, el ácido poliláctico (PLA), que puede obtenerse a partir de recursos renovables como el almidón, ha ido ganando relevancia al mismo tiempo que su precio ha ido disminuyendo. Actualmente el PLA es un biopolímero de gran importancia en sectores como automoción, construcción, sector médico, impresión 3D, etc. entre otros. El PLA presenta excelentes propiedades mecánicas y buena estabilidad térmica. Además, ofrece una ventana de procesado bastante amplia que permite la fabricación de piezas y componentes evitando la degradación térmica de éste. No obstante, el PLA es un polímero de alta cristalinidad y ello repercute en sus propiedades dúctiles. Este se caracteriza por un bajo alargamiento a la rotura, baja tenacidad y, en consecuencia, elevada fragilidad. Esta tesis doctoral se centra en la mejora de las propiedades dúctiles y reducción de la fragilidad intrínseca del PLA para ampliar, todavía más, sus aplicaciones industriales. De los diferentes planteamientos: plastificación, copolimerización, extrusión reactiva y mezclado, esta tesis doctoral se centra en la reducción de la fragilidad mediante la obtención de mezclas ternarias con otros biopoliésteres con el fin de obtener formulaciones altamente respetuosas con el medio ambiente y un conjunto de propiedades equilibradas. Para ello se plantea la hipótesis de emplear un biopoliéster que mantenga las propiedades mecánicas resistentes en valores altos. En este caso, se ha trabajado con poli(3-hidroxibuturato) - (PHB), obtenido por fermentación bacteriana. La otra hipótesis de trabajo, se centra en el empleo de diversos biopoliésteres flexibles que aporten buena resistencia al impacto, aumentando, de esta manera, la tenacidad de las formulaciones industriales. Con este fin, en esta tesis se trabaja con diversos biopoliésteres flexibles como la poli(¿-caprolactona) - (PCL), poli(butilén succinato) - (PBS) y un copoliéster, el poli(butilén succinado-co-adipato) - (PBSA). Considerando la importancia que adquieren los fenómenos de miscibilidad en las propiedades finales de mezclas de polímeros, se plantea la utilización de una serie de agentes compatibilizantes derivados de recursos naturales renovables. En particular, se trabaja con aceites vegetales modificados (epoxidados, malenizados y acrilados). Así, dada la reactividad de los grupos epoxi, anhídrido maleico y ácido acrílico con los grupos hidroxilo terminales presentes en las cadenas de los diferentes biopoliésteres, se plantea la hipótesis de mejora de la miscibilidad/interacción entre los diferentes polímeros de las mezclas ternarias mediante el empleo de aceite de soja epoxidado, maleinizado y acrilado (ESO, MSBO y AESO respectivamente). De forma global, los resultados obtenidos en esta tesis doctoral, permiten ampliar el campo de utilización del PLA a través de mezclas ternarias con PHB y PCL o bien con PHB y PBS o PBSA. Las formulaciones desarrolladas en este trabajo de investigación mejoran notablemente la tenacidad del PLA, aspecto que permite reducir de forma significativa su fragilidad intrínseca. / RESUM. "Reducció de la fragilitat intrínsica de formulacions industrials d'àcid polilàctic - PLA mitjançant la utilització de tècniques de mesclat i compatibil·lització" En els últims anys, s'ha produït un increment de la sensibilitat pel medi ambient. Amb aquest, moltes investigacions s'han dirigit cap al desenvolupament de nous materials més respectuosos amb el medi ambient. En el camp de la tecnologia de materials polimèrics, la utilització de biopolièsters poc a poc està envaint els sectors industrials. Entre tots aquest biopolièsters, l'àcid polilàctic (PLA), que pot obtenir-se a partir de recursos renovables com ara el midó, ha anat guanyant rellevància al mateix temps que el seu preu ha anat disminuint. Actualment, el PLA és un biopolímer de gran importància en sectors com l'automoció, construcció, sector mèdic, impressió 3D, etc. entre d'altres. El PLA presenta excel·lents propietats mecàniques i una bona estabilitat tèrmica. A més a més, ofereix una finestra de processat prou ampla que permet la fabricació de peces i components evitant la degradació tèrmica d'aquest. No obstant això, el PLA és un polímer d'alta cristal·linitat i això repercuteix en les seues propietats dúctils. Aquest es caracteritza per un baix allargament a la ruptura, baixa tenacitat i, en conseqüència, elevada fragilitat. Aquesta tesi doctoral es centra en la millora de les propietats dúctils i la reducció de la fragilitat intrínseca del PLA per tal d'ampliar, encara més, les seues aplicacions industrials. Dels diferents plantejaments possibles: plastificació, copolimerització, extrusió reactiva i mesclat, aquesta tesi doctoral es centra en la reducció de la fragilitat mitjançant l'obtenció de mescles ternàries amb d'altres biopolièsters amb la finalitat d'obtenir formulacions altament respectuoses amb el medi ambient i un conjunt de propietats equilibrades. Per a aconseguir això, es planteja la hipòtesi d'utilitzar un biopolièster que mantinga les propietats mecàniques resistents en valors elevats. En aquest cas, s'ha treballat amb poli(3-hidroxibutirat) - (PHB), obtingut per fermentació bacteriana. L'altra hipòtesi de treball, es centra en la utilització de diversos biopolièsters flexibles que siguen capaços d'aportar una bona resistència a l'impacte, augmentant, d'aquesta manera, la tenacitat de les formulacions industrials. Amb aquesta finalitat, en aquesta tesi es treballa amb diversos biopolièsters flexibles com ara la poli(e-caprolactona) - (PCL), el poli(butilé succinat) - (PBS) i un copolièster, el poli(butilé succinat-co-adipat) - (PBSA). Considerant la importància que adquireixen els fenòmens de miscibilitat en les propietats finals de les mescles de polímers, es planteja la utilització d'una sèrie d'agents compatibilitzants derivats de recursos naturals renovables. En particular, es treballa amb olis vegetals modificats (epoxidats, maleinitzats i acril·lats). Així, donada la reactivitat dels grups epòxid, anhídrid maleic i àcid acríl·lic amb els grups hidroxil terminals que presenten les cadenes dels diferents biopolièsters, es planteja la hipòtesi de la millora de la miscibilitat/interacció entre els diferents polímers de les mescles ternàries mitjançant la utilització d'oli de soja epoxidat, maleinitzat i acril·lat (ESO, MSO i AESO respectivament). De forma global, els resultats obtinguts amb aquesta tesi doctoral, permeten ampliar el camp d'utilització del PLA a través de mescles ternàries amb PHB i PCL o bé, amb PHB i PBS ò PBSA. Les formulacions desenvolupades en aquest treball d'investigació milloren notablement la tenacitat del PLA, aspecte que permet reduir de forma significativa la seua fragilitat intrínseca. / SUMMARY. "Reduction of the intrinsic fragility of industrial poly(lactic acid) - PLA formulations by using blending and compatibilization techniques" In the last years, a remarkable increase in the sensitiveness about environment has been detected. As a consequence, many research works have been focused on the development on new environmentally friendly materials. This interest has been particularly remarked in the field of polymer technology, in which, the increasing use of biopolyesters is slowly invading several industrial sectors. Among these polyesters, polylactic acid (PLA), which can be obtained from renewable resources such as starch, has been gaining relevance at the same time that its price is continuously decreasing. Currently PLA is a biopolymer of great relevance in technological sectors such as automotive, construction and building, medical sector, 3D printing, and so on, among others. PLA shows excellent mechanical properties and good thermal stability. In addition, it offers a wide processing window that allows the manufacture of parts and components avoiding or minimizing its thermal degradation. However, PLA is a polymer with high crystallinity and this has a negative effect on its ductile properties. This is characterized by low elongation at break, low tenacity and, consequently, high fragility. This doctoral thesis focuses on the improvement of the ductile properties and reduction of the intrinsic brittleness of PLA to expand, even more, its industrial applications. Although different approaches are being investigated: plasticizing, copolymerization, reactive extrusion and blending, this doctoral thesis focuses on the reduction of brittleness by obtaining ternary blends with other biopolyesters in order to obtain highly environmentally friendly formulations and a set of balanced properties. For this, the hypothesis of using a biopolyester that maintains the resistant mechanical properties in high values is proposed. In this case, we have worked with poly (3-hydroxybuturate) - (PHB), obtained by bacterial fermentation. The other working hypothesis focuses on the use of various flexible biopolyesters that could provide good impact resistance, thus increasing the tenacity of industrial formulations. To this end, various flexible bio-polyesters such as poly (¿-caprolactone) - (PCL), poly (butylene succinate) - (PBS) and a copolyester, poly (butylene succinate-co-adipate) - (PBSA) are used. Considering the relevance of miscibility phenomena on final properties of polymer blends, the use of a series of compatibilizing agents derived from renewable natural resources is considered. In particular, this research reports the use of modified vegetable oils (epoxidized and maleinized). Thus, considering the reactivity between the epoxy, maleic anhydride and acrylic acid groups with the terminal hydroxyl groups present in the polymer chains of the different biopolyesters, it is possible to hypothesize the improvement of the miscibility/interaction between the different polymers in ternary blends by using epoxidized, maleinized and acrylated soybean oil (ESO, MSO and AESO respectively). Overall, the results obtained in this doctoral thesis, allow to expand the potential use of the PLA through ternary blends with PHB and PCL or with PHB and PBS or PBSA. The formulations developed in this research work significantly improve the tenacity of the PLA, which allows to significantly reduce its intrinsic brittleness. / García Campo, MJ. (2018). Reducción de la fragilidad de formulaciones industriales de ácido poliláctico - PLA mediante el empleo de técnicas de mezclado y compatibilización [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/114022

Tesis por compendio / [ES] El objetivo de esta tesis doctoral radica en el estudio y desarrollo de materiales basados en ácido poliláctico (PLA), con la finalidad de mejorar sus propiedades para su aplicabilidad en diversos sectores industriales. Este estudio se enfoca en la modificación de la fragilidad y rigidez inherentes al PLA mediante la incorporación de diferentes materiales, como plastificantes derivados de aceites vegetales epoxidado y maleinizado del aceite de linaza denominado MLO. Además, se investiga la creación de mezclas binarias con polímeros de mayor ductilidad, como el policarbonato (PC) y el estireno-b-(etileno-ran-butileno)-b-estireno (SEBS), se explora la inclusión de oligómeros de ácido láctico (OLA) y monoterpenos como estrategias para mejorar las propiedades del PLA. Estas investigaciones buscan proporcionar soluciones avanzadas y sostenibles para diversas aplicaciones industriales que demandan materiales con características mejoradas. En el contexto actual de la industria de los polímeros, la búsqueda de materiales sostenibles y respetuosos con el medio ambiente ha adquirido un protagonismo destacado. Esta creciente conciencia ambiental ha impulsado una profunda investigación y desarrollo de soluciones innovadoras que cumplan con los estándares de sostenibilidad y, al mismo tiempo, ofrezcan propiedades y rendimientos excepcionales. Dentro de este marco, la presente investigación se sumerge en el estudio y evaluación de alternativas prometedoras con las que mejorar la fragilidad y rigidez inherentes al PLA mediante la incorporación de diferentes materiales, como plastificantes, oligómeros, compatibilizantes u otros polímeros en mezclas binarias. El primer ámbito de estudio de esta investigación se centra en la incorporación de MLO como un agente compatibilizador en mezclas compuestas por PLA y SEBS. Los resultados de este estudio arrojan evidencia sólida de que el MLO supera de manera significativa a los tradicionales compatibilizadores derivados del petróleo. Se logra un incremento notable en la resistencia al impacto de estas mezclas, lo que es esencial en aplicaciones de envasado que requieren una protección adecuada de los productos contenidos. Además, se destaca que la adición de MLO conlleva una ligera disminución de la temperatura de transición vítrea (Tg) en la fase rica en PLA. Este efecto puede ser beneficioso en términos de flexibilidad, lo que resulta especialmente relevante en el envasado de productos que necesitan adaptabilidad y resistencia a condiciones variables. El segundo plano de investigación se enfoca en la comparación exhaustiva entre compatibilizadores de origen natural y aquellos de procedencia petroquímica en mezclas de PLA y PC. Este análisis confirma que los compatibilizadores naturales, incluyendo MLO y el aceite de linaza epoxidado (ELO), presentan ventajas notables en términos de resistencia al impacto sin comprometer la estabilidad térmica. Este hallazgo subraya la viabilidad y sostenibilidad de los compatibilizadores biobasados en aplicaciones específicas del envasado. Además, se aborda en el concepto de extrusión reactiva (REX) como una estrategia efectiva para potenciar la tenacidad de las mezclas de PLA. Tanto la inclusión de OLA y MLO durante el proceso de REX producen resultados altamente prometedores. Esto incluye un notable aumento en la resistencia al impacto, un atributo crítico en aplicaciones de envasado donde la integridad del producto es esencial. Es importante destacar que la adición de MLO, en particular, resulta en una transparencia sobresaliente, un factor que potencia aún más su idoneidad para aplicaciones de envasado de alimentos. Por último, se profundiza en el estudio de los monoterpenoides no esterificados y su impacto en el PLA. Estos compuestos, entre los que se destacan la carvona, el citral, el citronelal y el eucaliptol, han demostrado ser capaces de mejorar significativamente la ductilidad del PLA sin afectar de manera sustancial su transparencia. Este hallazgo adquiere / [CA] L'objectiu d'aquesta tesi doctoral radica en l'estudi i desenvolupament de materials basats en àcid polilàctic (PLA), amb la finalitat de millorar les seues propietats per a la seua aplicabilitat en diversos sectors industrials. Aquest estudi s'enfoca en la modificació de la fragilitat i rigidesa inherents al PLA mitjançant la incorporació de diferents materials, com a plastificants derivats d'olis vegetals epoxidats i maleinizats de l'oli de llinosa denominat MLO. A més, s'investiga la creació de mescles binàries amb polímers de major ductilitat, com el policarbonat (PC) i el estiré-b-(etilé-ran-butilé)-b-estiré (SEBS), s'explora la inclusió de oligomers d'àcid làctic (OLA) i monoterpens com a estratègies per a millorar les propietats del PLA. Aquestes investigacions busquen proporcionar solucions avançades i sostenibles per a diverses aplicacions industrials que demanden materials amb característiques millorades. En el context actual de la indústria dels polímers, la cerca de materials sostenibles i respectuosos amb el medi ambient ha adquirit un protagonisme destacat. Aquesta creixent consciència ambiental ha impulsat una profunda recerca i desenvolupament de solucions innovadores que complisquen amb els estàndards de sostenibilitat i, al mateix temps, oferisquen propietats i rendiment excepcionals. Dins d'aquest marc, la present investigació se submergeix en l'estudi i avaluació d'alternatives prometedores amb les quals millorar la fragilitat i rigidesa inherents al PLA mitjançant la incorporació de diferents materials, com a plastificants, oligómers, compatibilitzants o altres polímers en mescles binàries. El primer àmbit d'estudi d'aquesta investigació se centra en la incorporació de MLO com un agent compatibilitzador en mescles compostes per àcid poliláctic (PLA) i poliestiré-b-(etilé-ran-*butilé)-b-estiré (*SEBS). Els resultats d'aquest estudi llancen evidència sòlida que MLO supera de manera significativa als tradicionals compatibilitzadors derivats del petroli. S'aconsegueix un increment notable en la resistència a l'impacte d'aquestes mescles, la qual cosa és essencial en aplicacions d'envasament que requereixen una protecció adequada dels productes continguts. A més, es destaca que l'addició del MLO comporta una lleugera disminució de la temperatura de transició vítria (Tg) en la fase rica en PLA. Aquest efecte pot ser beneficiós en termes de flexibilitat, la qual cosa resulta especialment rellevant en l'envasament de productes que necessiten adaptabilitat i resistència a condicions variables. El segon pla d'investigació s'enfoca en la comparació exhaustiva entre compatibilitzadors d'origen natural i aquells de procedència petroquímica en mescles de PLA i policarbonat (PC). Aquesta anàlisi confirma que els compatibilizadors naturals, incloent el MLO i l'oli de llinosa epoxidat (ELO), presenten avantatges notables en termes de resistència a l'impacte sense comprometre l'estabilitat tèrmica. Aquesta troballa subratlla la viabilitat i sostenibilitat dels compatibilizadors de base biològica en aplicacions específiques de l'envasament. A més, s'aprofundeix en el concepte d'extrusió reactiva com una estratègia efectiva per a potenciar la tenacitat de les mescles de PLA. Tant la inclusió de oligómers d'àcid làctic (OLA) com l'aplicació de peròxid de dicumil (DCP) i MLO durant el procés d'extrusió reactiva produeixen resultats altament prometedors. Això inclou un notable augment en la resistència a l'impacte, un atribut crític en aplicacions d'envasament on la integritat del producte és essencial. És important destacar que l'addició de MLO, en particular, resulta en una transparència excel·lent, un factor que potencia encara més la seua idoneïtat per a aplicacions d'envasament d'aliments. Finalment, s'aprofundeix en l'estudi dels monoterpenoides no esterificats i el seu impacte en la PLA. Aquests compostos, entre els quals es destaquen la carvona, el citral, el citronelal i el eucaliptol, han demostrat ser capaços de millo / [EN] The objective of this doctoral thesis is the study and development of materials based on polylactic acid (PLA), with the aim of improving its properties for its applicability in various industrial sectors. This study focuses on the modification of the inherent brittleness and stiffness of PLA by incorporating different materials, such as plasticizers derived from epoxidized vegetable oils and maleinized linseed oil called MLO. In addition, the creation of binary blends with higher ductility polymers such as polycarbonate (PC) and polystyrene-b-(ethylene-ran-butylene)-b-styrene (SEBS) is investigated, the inclusion of lactic acid oligomers (OLA) and monoterpenes are explored as strategies to improve the properties of PLA. This research aims to provide advanced and sustainable solutions for various industrial applications that demand materials with improved characteristics. In the current context of the polymer industry, the search for sustainable and environmentally friendly materials has taken on an outstanding role. This growing environmental awareness has prompted in-depth research and development in the search for innovative solutions that meet sustainability standards and, at the same time, offer exceptional properties and performance. Within this framework, the present research is immersed in the study and evaluation of promising alternatives to improve the inherent brittleness and stiffness of PLA by incorporating different materials, such as plasticizers, oligomers, compatibilizers or other polymers in binary blends. The first area of study of this research focuses on the incorporation of MLO as a compatibilizing agent in blends composed of polylactic acid (PLA) and styrene-b-(ethylene-ran-butylene)-b-styrene (SEBS). The results of this study provide strong evidence that MLO significantly outperforms traditional petroleum-derived compatibilizers. A noticeable increase in the impact resistance of these blends is achieved, which is essential in packaging applications that require adequate protection of the contained products. Furthermore, it is noted that the addition of MLO leads to a slight decrease in the glass transition temperature (Tg) in the PLA-rich phase. This effect can be beneficial in terms of flexibility, which is particularly relevant in packaging products that need adaptability and resistance to variable conditions. The second research plane focuses on the comprehensive comparison between compatibilizers of natural origin and those of petrochemical origin in PLA and polycarbonate (PC) blends. This analysis confirms that natural compatibilizers, including MLO and epoxidized linseed oil (ELO), present notable advantages in terms of impact resistance without compromising thermal stability. This finding underlines the viability and sustainability of biobased compatibilizers in specific packaging applications. Furthermore, the concept of reactive extrusion as an effective strategy to enhance the toughness of PLA blends is further explored. Both the inclusion of lactic acid oligomers (OLA) and the application of dicumyl peroxide (DCP) and MLO during the reactive extrusion process produce highly promising results. This includes a marked increase in impact resistance, a critical attribute in packaging applications where product integrity is essential. Importantly, the addition of MLO, in particular, results in outstanding transparency, a factor that further enhances its suitability for food packaging applications. Finally, the study of non-ester monoterpenoids and their impact on PLA is further explored. These compounds, including carvone, citral, citronellal and eucalyptol, have been shown to significantly improve the ductility of PLA without substantially affecting its transparency. This finding is particularly relevant in the context of packaging applications, where flexibility and resistance to deformation are critical aspects. Thus, these non-ester monoterpenoids present themselves as a promising option for th / Me gustaría realizar especial mención a los proyectos concedidos al grupo de investigación en el que he realizado la tesis doctoral. Por un lado, los proyectos del Ministerio de ciencia e innovación MAT2017–84909–C2–2–R y PID2020–116496RB–C22. Igualmente agradecer a la Generalitat Valenciana por los proyectos AICO/2021/025 y CIGE/2021/094 / Tejada Oliveros, R. (2023). Optimización de las propiedades de tenacidad e impacto de formulaciones de ácido poliláctico (PLA), mediante mezclas con polímeros flexibles y optimización de los sistemas de compatibilización [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/201561 / Compendio