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ACI Avances en Ciencias e Ingenierías

SECCIÓN C: INGENIERÍAS

Vol. 16 Núm. 2 (2024)

Caracterización mecánica de un material compuesto de resina poliéster reforzado con corteza de eucalipto

DOI
https://doi.org/10.18272/aci.v16i2.3353
Enviado
junio 10, 2024
Publicado
2024-09-04

Resumen

Este estudio tiene como objetivo evaluar el desempeño mecánico de un material compuesto fabricado con diferentes proporciones de matriz de resina poliéster y refuerzo de fibra de corteza de eucalipto. Se prepararon probetas con fracciones volumétricas de 90% matriz - 10% refuerzo, 80% matriz - 20% refuerzo y 70% matriz - 30% refuerzo, con las fibras distribuidas aleatoriamente. Se realizaron ensayos de tracción, flexión e impacto según las normas ASTM para determinar las propiedades mecánicas del compuesto. Los resultados mostraron una disminución en la resistencia a la tracción y flexión del compuesto en comparación con la resina pura, lo cual se atribuyó a la presencia de concentradores de esfuerzos y a una baja adhesión entre las fibras y la matriz. Sin embargo, se observó un aumento en el módulo elástico y en la energía de impacto absorbida por el material compuesto. La combinación de 70% de matriz y 30% de refuerzo presentó el mejor balance de propiedades mecánicas entre las diferentes formulaciones estudiadas. Este estudio destaca el potencial de los materiales compuestos reforzados con fibras naturales como una alternativa sostenible a las fibras sintéticas, aprovechando los recursos renovables disponibles en Ecuador y reduciendo el impacto ambiental asociado a la producción de materiales compuestos tradicionales. Los resultados obtenidos contribuyen al desarrollo de nuevos materiales ecológicos con aplicaciones en diversas industrias, promoviendo el uso de fibras naturales y fomentando la investigación en este campo.

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Citas

  1. Kushwaha, S., & Bagha, A. K. (2020). Application of composite materials for vibroacoustic—A review. Materials Today: Proceedings, 26. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.321
  2. Singh, A. K., Bedi, R., & Kaith, B. S. (2020). Mechanical properties of composite materials based on waste plastic—A review. Materials Today: Proceedings, 26 (2). doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.258
  3. Rajak, D. K., Pagar, D. D., Kumar, R., & Pruncu, C. I. (2019). Recent progress of reinforcement materials: A comprehensive overview of composite materials. Journal of Materials Research and Technology, 8(6). doi: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.09.068
  4. Sharma, A. K., Bhandari, R., Aherwar, A., & Rimašauskiene, R. (2020). Matrix materials used in composites: A comprehensive study. Materials Today: Proceedings, 21 (3). doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.11.086
  5. Sabari Narayanan, G., & Senthil Kumar, K. (2020). Study of mechanical properties of the polymer matrix composite material (solid wool). Materials Today: Proceedings, 33. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.792
  6. Kumar, G. C., Baligidad, S. M., Maharudresh, A. C., Dayanand, N., & Chetan, T. N. (2021). Development and investigation of the mechanical properties of natural fiber reinforced polymer composite. Materials Today: Proceedings, 50 (5). doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.09.128
  7. Mahesh, V., Joladarashi, S., & Kulkarni, S. M. (2021). A comprehensive review on material selection for polymer matrix composites subjected to impact load. Defence Technology, 17 (1). doi: https://doi.org/10.1016/j.dt.2020.04.002
  8. Sánchez Safont, E. L. (2018). Desarrollo y caracterización de compuestos biodegradables basados en polihidroxialcanoatos y fibras lignocelulósicas para aplicaciones de un solo uso. Repositorio Universidad Jaume I, 47–55.
  9. Maithil, P., Gupta, P., & Chandravanshi, M. L. (2023). Study of mechanical properties of the natural-synthetic fiber reinforced polymer matrix composite. Materials Today: Proceedings, 1–7. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.01.245
  10. Bhat, A. R., Kumar, R., & Mural, P. K. S. (2023). Natural fiber reinforced polymer composites: A comprehensive review of tribo-mechanical properties. Tribology International, 189. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2023.108978
  11. Murugan, K., Venkatesh, S., Thirumalai, R., & Nandhakumar, S. (2021). Fabrication and investigations of kenaf fiber and banana fiber reinforced composite material. Materials Today: Proceedings, 37, 110–114. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.04.540
  12. Gohal, H., Kumar, V., & Jena, H. (2019). Study of natural fibre composite material and its hybridization techniques. Materials Today: Proceedings, 26, 1368–1372. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.277
  13. Llanes-Cedeño, E. A., Peralta-Zurita, D., Pucha-Tambo, M., & Rocha-Hoyos, J. C. (2019). Caracterización mecánica a flexión de materiales compuestos con matriz fotopolimérica reforzados con fibras de abacá y cabuya mediante impresión 3D Ingenius. Revista de Ciencia y Tecnología, 22. http://scielo.senescyt.gob.ec/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1390-860X2019000200100&lng=es&tlng=es
  14. Sajin, J. B., Aurtherson, P. B., Binoj, J. S., Manikandan, N., Senthil Saravanan, M. S., & Haarison, T. M. (2020). Influence of fiber length on mechanical properties and microstructural analysis of jute fiber reinforced polymer composites. Materials Today: Proceedings, 39. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.07.623
  15. Umanath, K., Prabhu, M. K., Yuvaraj, A., & Devika, D. (2020). Fabrication and analysis of master leaf spring plate using carbon fibre and pineapple leaf fibre as natural composite materials. Materials Today: Proceedings, 33. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.03.790
  16. Getu, D., Nallamothu, R. B., Masresha, M., Nallamothu, S. K., & Nallamothu, A. K. (2021). Production and characterization of bamboo and sisal fiber reinforced hybrid composite for interior automotive body application. Materials Today: Proceedings, 38. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.08.780
  17. Barbosa, A. D. P., Muylaert Margem, F., Oliveira, C. G., Tonini Simonassi, N., de Oliveira Braga, F., & Monteiro, S. N. (2016). Charpy toughness behavior of eucalyptus fiber reinforced polyester matrix composites. Materials Science Forum, 869. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.869.227
  18. Aquí están las referencias adicionales sin numerar y con espacios entre cada una:
  19. Sartor, M. B., de Matos Prosdocini, H., de Oliveira Gondak, M., Bronzato, G. R. F., & Leão, A. L. (2017). Produção e caracterização mecânica do compósito de polipropileno e casca de eucalipto. Energia na agricultura, 32(4). doi: https://revistas.fca.unesp.br/index.php/energia/article/view/2748
  20. Oliveira, C. G. d., Margem, F. M., Monteiro, S. N., & Lopes, F. P. D. (2017). Comparison between tensile behavior of epoxy and polyester matrix composites reinforced with eucalyptus fibers. Journal of Materials Research and Technology, 6(4), 406–410. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2017.08.002
  21. De Oliveira, C. G., de Deus, J. F., de Moraes, Y. M., Fonseca, M. V., Souza, D., Margem, F. M., ... & Monteiro, S. (2017). Tensile behavior of epoxy matrix composites reinforced with pure ramie fabric. Minerals, Metals & Materials Series, 415–421. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-51382-9_45
  22. Pinnell, M., Fields, R., & Zabora, R. (2005). Results of an interlaboratory study of the ASTM standard test method for tensile properties of polymer matrix composites D 3039. Journal of Testing and Evaluation, 33(1), 27-31. doi: https://doi.org/10.1520/JTE12521
  23. ASTM International. (2007). ASTM D 7264, “Standard test method for flexural properties of polymer matrix composite materials.” Annual Book of ASTM Standards, Vol. I, 1-11.
  24. ASTM International. (2012). ASTM E2248-12: Standard test method for impact testing of miniaturized Charpy V-notch specimens. ASTM International. doi: https://doi.org/10.1520/E2248-12