Epoxy Composites Reinforced with ZnO fromWaste Alkaline Batteries

Abstract

La pila alcalina de zinc es una de las fuentes más populares de energía eléctrica portátil, con un consumo de más de 300.000 toneladas al año. Por ello, es fundamental reciclar sus componentes. En este trabajo, proponemos el uso de micropartículas de óxido de zinc (ZnO) recuperadas de pilas gastadas como cargas de resinas epoxi. Estos nanocompuestos pueden emplearse como recubrimientos o pigmentos protectores y como compuestos estructurales de alta estabilidad térmica. La adición de nanorrellenos cerámicos puede mejorar las propiedades térmicas y mecánicas, así como la dureza y la hidrofobicidad, de las resinas epoxi, dependiendo de varios factores. En consecuencia, se han fabricado diferentes nanocomposites reforzados con ZnO reciclado y nanopartículas comerciales de ZnO y TiO2 con distintos contenidos de nanorelleno. La adición de cargas cerámicas produce un pequeño aumento de la temperatura de transición vítrea (<2%), junto con una potenciación del efecto barrera de la resina epoxi, reduciendo el coeficiente de difusión de agua (<21%), aunque la absorción máxima de agua permanece constante. La absorción de agua del nanocomposite es totalmente reversible mediante un tratamiento térmico posterior, recuperando su comportamiento termomecánico inicial. El ángulo de contacto con el agua (WCA) también aumenta (~12%) con la presencia de partículas cerámicas, aunque la mayor hidrofobicidad (35%) se obtiene cuando la resina epoxi reforzada con micropartículas de ZnO recicladas se trata con ácido esteárico y ácido acético, induciendo el incremento de la rugosidad superficial.