Publicación: Caracterización de tejidos de fibras de plátano usados como refuerzo en materiales compuestos con matriz polimérica fabricados por moldeo por transferencia de resina con vacío asistido (VARTM)
Fecha
2024-10-22
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Editor
Universidad Nacional de Educación a Distancia (España), Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Ingeniería Mecánica
Resumen
Este estudio evalúa el uso de tejidos de fibras del pseudotallo del plátano del departamento de Córdoba, Colombia, como refuerzo en materiales compuestos de matriz polimérica. Las fibras se extrajeron mediante decorticado manual y secadas a 40°C, se aplicaron tratamientos superficiales como mercerizado y recubrimiento de resina epóxica flexible. Se analizaron las características morfológicas con microscopía óptica y electrónica, y las propiedades químicas con análisis FTIR, estimación de la permeabilidad unidireccional de los tejidos elaborados, fuerza de adhesión de los tejidos y la matriz de resina de poliéster y la fuerza de tracción de los tejidos elaborados. Los resultados muestran un aumento ligero en el diámetro de los hilos tratados, sin cambios significativos en las propiedades mecánicas. En las pruebas de extracción, las fibras mercerizadas y recubiertas exhibieron una menor tasa de extracción (25%) en comparación con las no tratadas (33%), sugiriendo una mejor adherencia interfacial. La permeabilidad de los hilos tratados aumentó, mejorando la infiltración de resina, pero esto comprometió la carga a tracción de los tejidos, que fue de 2.33 kN para hilos de 10 fibras sin tratamiento frente a 1.37 kN para los tratados. Los hilos de 15 fibras mostraron una reducción en la carga a tracción, de 1.55 kN a 0.80 kN. Los tejidos con hilos tratados mostraron una reducción significativa en la carga a tracción y en la fuerza de adhesión con la resina de poliéster, lo que podría indicar un compromiso en la integridad estructural del material. La velocidad de enrollado afectó resistencia a la tensión de los hilos, con velocidades más altas mostrando mayor ángulo de torsión superficial.
This study evaluates the use of banana pseudostem fiber fabrics from the Córdoba Department, Colombia, as reinforcement in polymer matrix composites. The fibers were extracted through manual decorticating and dried at 40°C. Surface treatments such as mercerization and coating with flexible epoxy resin were applied. Morphological characteristics were analyzed using optical and electron microscopy, while chemical properties were examined through FTIR analysis. Additionally, unidirectional permeability of the fabricated fabrics, adhesion strength between the fabrics and polyester resin matrix, and tensile strength of the fabricated fabrics were assessed. Results show a slight increase in the diameter of treated threads, with no significant changes in mechanical properties. Pull-out tests revealed that mercerized and coated fibers exhibited a lower extraction rate (25%) compared to untreated fibers (33%), suggesting improved interfacial adhesion. Permeability of treated threads increased, enhancing resin infiltration, but this compromised the tensile strength of the fabrics, with 10-fiber threads showing 2.33 kN for untreated versus 1.37 kN for treated ones, and 15-fiber threads showing a reduction from 1.55 kN to 0.80 kN. Fabrics with treated threads displayed a significant reduction in both tensile strength and adhesion force with polyester resin, indicating a potential compromise in the material's structural integrity. Roll speed influenced the tensile strength of the threads, with higher speeds resulting in increased twist angles.
This study evaluates the use of banana pseudostem fiber fabrics from the Córdoba Department, Colombia, as reinforcement in polymer matrix composites. The fibers were extracted through manual decorticating and dried at 40°C. Surface treatments such as mercerization and coating with flexible epoxy resin were applied. Morphological characteristics were analyzed using optical and electron microscopy, while chemical properties were examined through FTIR analysis. Additionally, unidirectional permeability of the fabricated fabrics, adhesion strength between the fabrics and polyester resin matrix, and tensile strength of the fabricated fabrics were assessed. Results show a slight increase in the diameter of treated threads, with no significant changes in mechanical properties. Pull-out tests revealed that mercerized and coated fibers exhibited a lower extraction rate (25%) compared to untreated fibers (33%), suggesting improved interfacial adhesion. Permeability of treated threads increased, enhancing resin infiltration, but this compromised the tensile strength of the fabrics, with 10-fiber threads showing 2.33 kN for untreated versus 1.37 kN for treated ones, and 15-fiber threads showing a reduction from 1.55 kN to 0.80 kN. Fabrics with treated threads displayed a significant reduction in both tensile strength and adhesion force with polyester resin, indicating a potential compromise in the material's structural integrity. Roll speed influenced the tensile strength of the threads, with higher speeds resulting in increased twist angles.
Descripción
Organizado y patrocinado por: Federación iberoamericana de Ingeniería Mecánica y Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Mecánica, FeIbIm – FeIbEM
Categorías UNESCO
Palabras clave
Fabrics, Banana, Reinforcement, Composite, version 2024.1
Citación
-
Centro
E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica