Los compuestos de madera y plástico, conocidos en inglés como Wood-Plastic Composites (WPC), son mezclas físicas elaboradas a temperaturas en las cuales el polímero se encuentra reblandecido, es decir, por encima de su temperatura de transición vítrea (Tg) y de fusión (Tm). Los polímeros comúnmente empleados en estos compuestos incluyen polietileno, polipropileno, poliuretano y policloruro de vinilo.
Antecedentes y situación actual
Los compuestos de madera y plástico surgieron en Estados Unidos durante la década de 1960, principalmente en aplicaciones como marcos de ventanas y puertas. La industria de ventanas y puertas, con experiencia en materiales como madera, plástico y aluminio, buscaba alternativas más económicas, encontrando en el aserrín un material ligero y asequible.
Actualmente, Estados Unidos es el principal productor de este material. En Europa, la investigación y desarrollo de estos compuestos ha incrementado en los últimos años, ya que su uso puede reducir costos al aprovechar residuos y madera reciclada. La densidad del material puede ajustarse mediante espumantes o variando el proceso de fabricación.
Uno de los principales desafíos de estos compuestos es la temperatura de procesamiento, que generalmente no debe exceder los 190 °C. Otro inconveniente es la humedad de la madera, que no es compatible con la mayoría de los polímeros y, en algunos casos, puede provocar degradación y pérdida de propiedades físicas debido a la despolimerización.
Los equipos utilizados para extruir este material suelen estar equipados con husillos dobles. En cuanto al moldeo por inyección, la tecnología aún presenta pocos desarrollos. Otros procesos empleados incluyen la compresión y el termoconformado.
El color del producto final depende en gran medida del tono de la madera y del polímero utilizado, y puede variar. Es posible modificar el color del compuesto después del proceso mediante una laca o durante el procesamiento con un concentrado de color que, si está bien diseñado, puede presentar líneas de flujo que asemejan las vetas naturales de la madera.
Características
La densidad de los compuestos de madera y plástico depende principalmente del contenido de madera en el compuesto; esta aumenta proporcionalmente de forma lineal, tanto para polietileno (PE) como para polipropileno (PP).
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas de estos compuestos están influenciadas por la cantidad de madera presente en la mezcla. A medida que aumenta el contenido de madera, generalmente se observa un incremento en la rigidez y una disminución en la elongación.
La extrusión es uno de los procesos más comunes para la fabricación de compuestos de madera y plástico. Este proceso implica forzar la mezcla a través de una matriz para darle la forma deseada, como perfiles o láminas.
El moldeo por inyección para estos compuestos aún está en desarrollo y presenta desafíos técnicos. Sin embargo, ofrece la ventaja de producir piezas con formas más complejas y detalladas.
El moldeo por compresión se utiliza comúnmente para procesar compuestos de madera y plástico, obteniendo un material económico y duradero que generalmente se usa en techos, pisos y perfiles en diseño de jardines. Es el método menos utilizado en la obtención de piezas.