Obtención de materiales compuestos híbridos de matriz poliéster reforzada con fibra de coco y fibra de vidrio para la elaboración de tableros

Resumen

En el presente estudio se exponen los resultados de la caracterización mecánica de compuestos híbridos de matriz poliéster reforzados con fibras de coco y vidrio. Para ello, se fabricaron probetas de tracción, flexión e impacto de acuerdo a las normas ASTM D 3039, ASTM D 7264 y ASTM D 5628, respectivamente. Se utilizó la técnica de estratificación manual y se colocó a las fibras de acuerdo a la disposición tipo sándwich vidrio-coco-vidrio. Se evaluaron las propiedades mecánicas de las fracciones volumétricas de refuerzo de 0,15 y 0,20 y dentro de éstas se variaron las proporciones de coco-vidrio en 25/75,50/50,75/25. Los ensayos mecánicos determinaron que las propiedades fueron superiores con la fracción volumétrica de refuerzo de 0,20, y que la configuración Fc50-Fv50, combinó características deseables en aplicaciones estructurales, tales como las buenas propiedades mecánicas y baja densidad. Así, con respecto a la matriz poliéster para los ensayos a tracción, su módulo elástico (3960 MPa) y esfuerzo máximo (38,56 MPa) aumentaron en un 231% y 40% respectivamente. En los ensayos de flexión el incremento de las propiedades fue de 104% para el módulo elástico (4094 MPa) y 51% para el esfuerzo máximo (89,23 MPa). Los ensayos de impacto revelaron que el compuesto híbrido absorbió un 361% más energía que la matriz poliéster (0,07J). Finalmente se elaboraron tableros con esta formulación y se realizaron ensayos de tracción y flexión bajo las normas ASTM D 3034 y ASTM D 3500, respectivamente. Los resultados encontrados se compararon con las propiedades mecánicas de la madera contrachapada de 12 mm y 18 mm y se fabricó un prototipo.

This study shows the results of the mechanical characterization of hybrid polyester matrix composites reinforced with coconut and glass fibers by hand lay-up. Tensile, flexural and impact specimens were produced according to ASTM standards D 3039, D 7264 and D 5628, respectively. Fibers were placed according to sandwich arrangement glass-coconut-glass. Mechanical properties were evaluated to reinforcement volume fractions of 0.15 and 0.20 and within these formulations coconut/glass ratios of 25/75, 50/50, 75/25 were studied. Mechanical tests determined that 0.20 volume fraction reinforced materials have the best properties and Fc50-Fv50 configuration shows desirable combined features for structural applications, such as good mechanical properties and low density. Thus, the tensile strength (38,56 MPa) and modulus (3960 MPa) of this material were around 40 and 231% higher than those of the matrix. The flexural strength (89,23 MPa) and modulus (4094 MPa) improved approximately 51 and 104%, in comparison to the polyester. Impact tests revealed that the hybrid compound absorbed 361% more energy than the polyester matrix (0.07 J). Finally, boards were made with this formulation, then, tensile and flexural tests were carried out according to standards ASTM D 3034 and ASTM D 3500, respectively. These results were compared with 12 mm and 18 mm plywood and a prototype was made.