Obtención de materiales compuestos de matriz poliéster reforzados con fibra de vidrio mediante moldeo por aspersión

Abstract

En este trabajo se estudia los compuestos de matriz poliéster reforzados con fibra de vidrio obtenidos mediante moldeo por aspersión, enfocándose en la elaboración de piezas de tamaño medio. En un inicio, se analizan las variables del proceso de moldeo y se define la composición de la resina matriz y la dosificación de peróxido de metil-etil cetona (MEKP) que garantiza un adecuado funcionamiento de la máquina de aspersión empleada. Adicionalmente, se investiga la incidencia de la temperatura y el tiempo de curado, y del uso de un recubrimiento de gelcoat, en las propiedades mecánicas de los compuestos obtenidos. La longitud promedio de la fibra utilizada como refuerzo es de 30 mm y la fracción volumétrica en los compuestos sin gelcoat y con gelcoat en una y ambas superficies, es de 0,31; 0,28 y 0,24, respectivamente. Todos los compuestos obtenidos se caracterizaron mediante ensayos normalizados de tracción, flexión e impacto. En lo relacionado con el proceso de moldeo, se estableció que la posición (2,0-2,5) de la bomba del equipo de aspersión usado resulta en materiales con las mejores propiedades mecánicas. Por otro lado, al recubrir las superficies del material con gelcoat, no se observó un incremento de las propiedades mecánicas respecto al material sin gelcoat. En cuanto a la temperatura y tiempo de curado, se observó que el compuesto obtenido con la posición (2,0-2,5) para el bombeo del MEKP, sin revestimiento de gelcoat, curado a 45°C durante 24 horas, es el material con la mayor resistencia y rigidez a la tracción. El esfuerzo máximo es de 125 MPa y el módulo elástico alcanza 10.692 MPa, lo cual representa incrementos de 349% y 670% en relación a la matriz poliéster. Finalmente, se fabricó un prototipo de una silla de espera, empleando el material que mostró la mejor combinación de propiedades para este propósito. Para esto se empleó un molde macho y se efectuó la aspersión de resina y fibra hasta alcanzar un espesor de 3 mm. La evaluación del prototipo permite afirmar que el producto presenta buenas propiedades mecánicas, resistencia química, excelente apariencia física y un costo de fabricación relativamente bajo