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Title: Caracterización de un compuesto de madera plástica obtenido mediante extrusión y reforzado con polvo de bambú y nanoarcillas
Authors: Tuárez Navarrete, Diego Hernán
Correa Pillajo, Gissela Maribe
Keywords: MADERA PLÁSTICA
MANOARCILLA
Issue Date: 9-Jan-2019
Publisher: Quito, 2019.
Citation: Tuárez Navarrete, D. H./Correa Pillajo, G. M. (2019).Caracterización de un compuesto de madera plástica obtenido mediante extrusión y reforzado con polvo de bambú y nanoarcillas. 133 hojas. Quito : EPN.
Abstract: This study was aimed at obtaining and characterizing a wood plastic profile by extrusion, using a Cincinnati Milacron TC35 profile extruder. For its development, wood plastic composites were previously produced in a polypropylene (PP) matrix, as reinforced was used nanoclay (NA) in 0,5; 1; 1,5 wt%, and bamboo flour (BB) in 30 wt% with particle sizes of 250 µm and 595 µm. Maleated polypropylene (MAPP) was used as a compatibilizer in 1,5 and 3 wt%. The composites were subjected to tensile, flexural, impact and density tests. The results were analyzed and showed that, the addition of bamboo with MAPP enhances flexural and tensile properties in comparison to the neat material. The addition of nanoclay showed an inverse trend attributed to the lack of compatibility between the phases and the possible formation of agglomerates that produce stress concentrators. After data analysis, it was concluded that the composites obtained with 0,5; 0 wt % of nanoclays and 3 wt % of MAPP show the most favorable results. To determine the best composition to use, the thermal characterization of both composites was carried out. Differential scanning calorimetry, thermomechanical and thermogravimetric analyses were used. Based on results, the composition with 30BB+0NA+3MAPP+PP was used as a raw material in the manufacture of the wood plastic profile, which exhibited slightly greater thermal stability and an increase in the crystallinity of the composite. This profile was subjected to bending and physical tests of moisture content, moisture absorption, density, ignition speed and hardness. The profile showed a moisture content of 0, 4 %, an ignition rate 48 % lower than the PP profile, a superior hardness and density in 10 and 5 %, respectively. The flexural strength increased 26 %, reaching 53 MPa. These results corroborate the use of the composite material studied for structural, architectural and decorative applications.
Description: En este trabajo se obtuvo y caracterizó un perfil de madera plástica mediante extrusión, empleando una extrusora Cincinnati Milacron TC35. Previamente se elaboraron compuestos de madera plástica en una matriz de polipropileno (PP) y como refuerzo se empleó nanoarcillas montmorilloníticas (NA) con un porcentaje en peso (wt%) de 0; 0,5; 1; 1,5 y polvo de bambú (BB) al 30 wt% variando su tamaño de partícula en 250 µm y 595 µm. El polipropileno maleizado (MAPP) se utilizó como compatibilizante en 1,5 y 3 wt%. Los compuestos fueron evaluados mediante ensayos de tracción, flexión, impacto y densidad. Con base en los resultados obtenidos, se determinó que tanto la adición de bambú como la de MAPP mejoran las propiedades mecánicas de flexión y tracción comparadas con el PP. Mientras que la adición de nanoarcilla en este compuesto mostró una tendencia inversa atribuida a la disminución de la compatibilidad de las fases y posibles formaciones de aglomerados que generan concentradores de esfuerzo. Tras el análisis de datos, se concluyó que los mejores resultados se obtuvieron de los compuestos formados por 0,5; 0 wt % de nanoarcillas y 3 wt % MAPP. Para determinar la mejor composición a utilizar, se llevó a cabo análisis de calorimetría diferencial de barrido, análisis termomecánico y termogravimétrico. La composición con 30BB+0NA+3MAPP+PP se utilizó como materia prima en la fabricación del perfil de madera plástica al presentar mayor estabilidad térmica y un aumento en la cristalinidad del compuesto. El prototipo obtenido fue sometido a ensayos mecánicos de flexión y físicos de contenido y absorción de humedad, densidad, velocidad de ignición y dureza. El perfil registró un contenido de humedad del 0,4 %, una velocidad de ignición menor al perfil de PP en 48 %, una dureza y densidad superior en 10 y 5 % respectivamente. La resistencia a la flexión tuvo un incremento del 26 %, siendo de 53 MPa. Dichos resultados validan el uso del material compuesto estudiado para aplicaciones estructurales, arquitectónicas y decorativas.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19937
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