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Título : Obtención de materiales compuestos de matriz polimérica formulados incorporando tejidos y no tejidos de fibras naturales
Autor : Herrera Álvarez, Mónica Paulina
Palabras clave : Manufactura
Materiales compuestos
Polímeros
Fecha de publicación : 27-oct-2015
Editorial : Quito, 2015.
Citación : Herrera Álvarez, M. P. (2015). Obtención de materiales compuestos de matriz polimérica formulados incorporando tejidos y no tejidos de fibras naturales. 153 hojas. Quito : EPN.
Resumen : The great potential shown by natural fiber reinforced composite materials gives priority to the study of these fibers, particularly in countries where they are widely available. In this work, polymer matrix composites reinforced with woven and nonwoven natural fibers were characterized and evaluated. In the first part, an unsaturated polyester matrix composite material was obtained by manual stratification, using a satin 5/2 abaca fiber fabric with a 0.2 volume fraction. The satin abaca fiber fabric was developed manually since it could not be manufactured using a conventional loom. The composite obtained was characterized according to the ASTM D3039-10, ASTM D7264-07 and ASTM D256-10 standards for tensile, bending and impact tests, respectively. The results obtained showed improved tensile mechanical properties while an insignificant bending and impact improvement was also observed. The tensile strength reached 27.5 MPa, while the flexural strength was 62.4 MPa and the impact energy was 7.1 kJ / m2. In the second part of this study, coconut fiber nonwovens were obtained using a particular formulation of natural latex as a binder. The coconut fibers were extracted using a wet process. The resulting fibers were formed into sheets of different thicknesses binding them with natural latex. The methods for the application of latex on the nonwoven were immersion and spraying. A set of 3, 6 and 8 mm thick specimens were evaluated in tensile tests according to ASTM D5034-95. A set of 20, 30 and 40 mm thick specimens were tested in compression following ASTM D6571-00. In every case the mass per unit area was also determined using the ASTM D6242-98 standard. The 3, 6 and 8 mm thick nonwovens bound by immersion showed higher ultimate strength (27, 14 and 10 kPa, respectively) and mass per unit area (364.6, 464.3 y 601.7 g/m2), in comparison to the spray bound nonwovens. Moreover, 30 mm thick nonwovens showed higher compression strength and shorter recovery times compared to the 20 and 40 mm thick nonwoven.
Descripción : El gran potencial industrial de los materiales compuestos que incorporan fibras naturales como refuerzo hace que estudiar estas fibras sea prioritario en países en los que están ampliamente disponibles. Este trabajo tuvo por objetivo caracterizar y evaluar materiales compuestos de matriz polimérica que incorporan tejidos y no tejidos de fibras naturales. En la primera parte, mediante estratificación manual se obtuvo un compuesto de matriz poliéster insaturado reforzado con tejido de fibra de abacá tipo satín 5/2 con una fracción volumétrica de 0.2. El tejido de abacá tipo satín se obtuvo manualmente pues debido a su estructura no se pudo obtenerlo mediante un telar convencional. El material compuesto formulado se caracterizó siguiendo las normas ASTM D3039-10, D7264-07 y D256-10 para tracción, flexión e impacto, respectivamente. Los resultados obtenidos mostraron una mejora en las propiedades mecánicas a tracción, alcanzándose una resistencia de 27.5 MPa. A flexión se alcanzó una resistencia de 62.4 MPa mientras que la energía absorbida al impacto ascendió a 7.1 kJ/m2, representando mejoras no significativas. En la segunda parte del trabajo se desarrollaron no tejidos de fibras de coco ligados con una formulación definida de látex natural. La extracción de las fibras de coco se realizó en húmedo, para posteriormente ser conformadas en láminas de diferentes espesores ligadas con látex natural. Los métodos para la aplicación del látex en el no tejido fueron inmersión y aspersión. De esta forma se obtuvieron probetas que se evaluaron a tracción según la norma ASTM D5034-95 para espesores de 3, 6 y 8 mm, y a compresión según la norma ASTM D6571-00 para espesores de 20, 30 y 40 mm. En todos los casos también se obtuvo la masa por unidad de área según la norma ASTM D6242-98. Los no tejidos con espesores de 3, 6 y 8 mm ligados por inmersión mostraron valores mayores en cuanto a la resistencia última (27, 14 y 10 kPa, respectivamente) y de masa por unidad de área (364.6, 464.3 y 601.7 g/m2) en comparación con los no tejidos ligados por aspersión. Los no tejidos de 30 mm de espesor mostraron valores superiores de resistencia a la compresión y recuperación en un corto tiempo en comparación con los no tejidos de 20 y 40 mm.
URI : http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11901
Aparece en las colecciones: Tesis Maestría en Diseño, Producción y Automatización Industrial (FIM)

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