Ir al menú de navegación principal Ir al contenido principal Ir al pie de página del sitio

Artículos

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.

viewed = 413 times

Citas

  1. S. Kushwaha and A. K. Bagha, “Application of composite materials for vibroacoustic - A review,” Mater. Today Proc., vol. 26, no. xxxx, pp. 1567–1571, 2020, doi: 10.1016/j.matpr.2020.02.321
  2. A. K. Singh, R. Bedi, and B. S. Kaith, “Mechanical properties of composite materials based on waste plastic - a review,” Mater. Today Proc., vol. 26, no. xxxx, pp. 1293–1301, 2019, doi: 10.1016/j.matpr.2020.02.258.
  3. D. K. Rajak, D. D. Pagar, R. Kumar, and C. I. Pruncu, “Recent progress of reinforcement materials: A comprehensive overview of composite materials,” J. Mater. Res. Technol., vol. 8, no. 6, pp. 6354–6374, 2019, doi: 10.1016/j.jmrt.2019.09.068
  4. A. K. Sharma, R. Bhandari, A. Aherwar, and R. Rimašauskiene, “Matrix materials used in composites: A comprehensive study,” Mater. Today Proc., vol. 21, no. xxxx, pp. 1559–1562, 2020, doi: 10.1016/j.matpr.2019.11.086.
  5. G. Sabari Narayanan and K. Senthil Kumar, “Study of mechanical properties of the polymer matrix composite material (solid wool),” Mater. Today Proc., vol. 33, no. xxxx, pp. 2907–2911, 2020, doi: 10.1016/j.matpr.2020.02.792
  6. G. Chethan Kumar, S. M. Baligidad, A. C. Maharudresh, N. Dayanand, and T. N. Chetan, “Development and investigation of the mechanical properties of natural fiber reinforced polymer composite,” Mater. Today Proc., vol. 50, pp. 1626–1631, 2021, doi: 10.1016/j.matpr.2021.09.128.
  7. V. Mahesh, S. Joladarashi, and S. M. Kulkarni, “A comprehensive review on material selection for polymer matrix composites subjected to impact load,” Def. Technol., no. xxxx, 2020, doi: 10.1016/j.dt.2020.04.002
  8. E. L. Sánchez Safont, “Desarrollo y caracterización de compuestos biodegradables basados en polihidroxialcanoatos y fibras lignocelulósicas para aplicaciones de un solo uso,” Repos. Univ. Jaume I, pp. 47–55, 2019.
  9. P. Maithil, P. Gupta, and M. L. Chandravanshi, “Study of mechanical properties of the natural-synthetic fiber reinforced polymer matrix composite,” Mater. Today Proc., no. xxxx, pp. 1–7, 2023, doi: 10.1016/j.matpr.2023.01.245
  10. A. R. Bhat, R. Kumar, and P. K. S. Mural, “Jo u a l P re,” Tribol. Int., p. 108978, 2023, doi: 10.1016/j.triboint.2023.108978
  11. K. Murugan, S. Venkatesh, R. Thirumalai, and S. Nandhakumar, “Fabrication and investigations of kenaf fiber and banana fiber reinforced composite material,” Mater. Today Proc., vol. 37, no. Part 2, pp. 110–114, 2020, doi: 10.1016/j.matpr.2020.04.540
  12. Gaurav, H. Gohal, V. Kumar, and H. Jena, “Study of natural fibre composite material and its hybridization techniques,” Mater. Today Proc., vol. 26, no. xxxx, pp. 1368–1372, 2019, doi: 10.1016/j.matpr.2020.02.277.
  13. E. A. Llanes-Cedeño, D. Peralta-Zurita, M. Pucha-Tambo, and J. C. Rocha-Hoyos, “Caracterización mecánica a flexión de materiales compuestos con matriz fotopolimérica reforzados con fibras de abacá y cabuya mediante impresión 3D Mechanical Flexural Characterization of Composite Materials with Photopolymer Matrix Reinforced with Abaca,” Ingenius, no. 22, pp. 100–112, 2019.
  14. J. B. Sajin, P. Babu Aurtherson, J. S. Binoj, N. Manikandan, M. S. Senthil Saravanan, and T. M. Haarison, “Influence of fiber length on mechanical properties and microstructural analysis of jute fiber reinforced polymer composites,” Mater. Today Proc., vol. 39, no. xxxx, pp. 398–402, 2020, doi: 10.1016/j.matpr.2020.07.623
  15. K. Umanath, M. K. Prabhu, A. Yuvaraj, and D. Devika, “Fabrication and analysis of Master leaf spring plate using carbon fibre and pineapple leaf fibre as natural composite materials,” Mater. Today Proc., vol. 33, no. xxxx, pp. 183–188, 2020, doi: 10.1016/j.matpr.2020.03.790
  16. D. Getu, R. B. Nallamothu, M. Masresha, S. K. Nallamothu, and A. K. Nallamothu, “Production and characterization of bamboo and sisal fiber reinforced hybrid composite for interior automotive body application,” Mater. Today Proc., vol. 38, no. xxxx, pp. 2853–2860, 2020, doi: 10.1016/j.matpr.2020.08.780
  17. A. de P. Barbosa, F. Muylaert Margem, C. C. G. Oliveira, N. Tonini Simonassi, F. de Oliveira Braga, and S. Neves Monteiro, “Charpy toughness behavior of eucalyptus fiber reinforced polyester matrix composites,” Mater. Sci. Forum, vol. 869, pp. 227–232, 2016, doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.869.227
  18. M. B. Sartor, H. D. M. Prosdocini, M. D. O. Gondak, G. R. F. Bronzato, and A. L. Leão, “Produção E Caracterização Mecânica Do Compósito De Polipropileno E Casca De Eucalipto,” Energ. Na Agric., vol. 32, no. 4, p. 342, 2017, doi: 10.17224/energagric.2017v32n4p342-348
  19. C. G. d. Oliveira, F. M. Margem, S. N. Monteiro, and F. P. D. Lopes, “Comparison between tensile behavior of epoxy and polyester matrix composites reinforced with eucalyptus fibers,” J. Mater. Res. Technol., vol. 6, no. 4, pp. 406–410, 2017, doi: 10.1016/j.jmrt.2017.08.002
  20. C. G. de Oliveira et al., “Tensile Behavior of Epoxy Matrix Composites Reinforced with Pure Ramie Fabric,” Miner. Met. Mater. Ser., vol. Part F7, pp. 415–421, 2017, doi: 10.1007/978-3-319-51382-9_45
  21. ASTM Committee D30, “D3039/D3039M: Standard Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials,” Annu. B. ASTM Stand., vol. 15, pp. 1–13, 2017, [Online]. Available: http://scholar.google.com/scholar?hl=en&btnG=Search&q=intitle:Standard+Test+Method+for+Tensile+Properties+of+Polymer+Matrix+Composite+Materials#1
  22. ASTM, “Astm D 7264,” ASTM Stand., vol. i, pp. 1–11, 2007.
  23. ASTM International, “Standard test method for impact testing of miniaturized Charpy V-notch specimens,” ASTM B. Stand., no. September, pp. 1–6, 2013, doi: 10.1520/E2248-12.1