“Influencia de la concentración del hidróxido de potasio y el porcentaje en peso de fibra de piña sobre la resistencia al impacto de un compuesto hibrido de matriz Poliéster”
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Date
2024-11
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
En la presente investigación se extrajeron fibras de las hojas de piña Golden, se le realizo un
tratamiento alcalino durante (1 hora- 25°C, con agua destilada), a diferentes concentraciones (0, 4,
8 y 12) g/L de KOH; se caracterizó mediante análisis de composición química, Espectroscopia
Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) y % de
absorción de agua de las fibras ; se elaboraron placas de resina poliéster, compuesto (poliéster + 3
capas de fibra de vidrio), compuesto (poliéster + fibras de hojas de piña) y compuesto hibrido
(poliéster + 2 capas de fibra de vidrio + fibras de hojas de piña), variando el % en peso de (15, 25 y
35)% de fibra en forma unidireccional continua para cada nivel de tratamiento; con dimensiones de
(100 x 85 x 4) mm por el método de conformado a compresión en molde metálico a temperatura
ambiente, se realizó el corte de estas placas (norma UNE EN ISO 179-1) con medida de (80 x 10 x
4) mm de largo, ancho y espesor; posteriormente se hizo el ensayo al impacto (ASTM D 6110);
como resultados para la caracterización de la fibra se concluye que: conforme aumenta la
concentración de KOH las fibras tienen mayor porcentaje de (celulosa y lignina), contenido variable
de hemicelulosa, y menores impurezas (grasas y cenizas); menor absorción de agua, debido a que
este elimina impurezas y componentes hidrofílicos de la fibra, en las imágenes SEM se observó
cambio en la rugosidad superficial con una fibra más limpia. Los resultados de resistencia al impacto
de las probetas fueron: 6.67 KJ/𝑚2 para la resina poliéster, 38.35 KJ/𝑚2 para el (C-FV), 6.89 KJ/𝑚2
para el (C-FP/SMQ-15%) y 26.51 KJ/𝑚2 para el (C-FP12g/L-35%), 33.57 KJ/𝑚2 para el
(CH/SMQ-15%) y 52.78 KJ/𝑚2 para el (CH/12g/L-35%). Con lo que se pudo concluir que conforme
se incrementa las concentraciones del KOH y los % en peso de fibra de piña mejora la resistencia
al impacto del compuesto hibrido, debido a que se modifica la rugosidad superficial de la fibra y se
aumenta el área de contacto fibra-matriz lo cual permitirá una mayor transferencia de cargas.
Palabras claves: tratamiento alcalino, matriz, hibrido
ABSTRACT
In this research, some fibers were extracted from Golden pineapple leaves, an alkaline treatment
was carried out for (1 hour- 25 ° C, with distilled water), at different concentrations (0, 4, 8 and 12)
g / L of KOH; it was characterized by chemical composition analysis, Fourier Transform Infrared
Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and % of water absorption of the
fibers; plates of polyester resin, composite (polyester + 3 layers of fiberglass), composite (polyester
+ pineapple leaf fibers) and hybrid composite (polyester + 2 layers of fiberglass + pineapple leaf
fibers) were made, varying the weight % of (15, 25 and 35)% of fiber in a continuous unidirectional
form for each treatment level; with dimensions of (100 x 85 x 4) mm by the compression forming
method in a metal mold at room temperature, these plates were cut (UNE EN ISO 179-1 standard)
with measurements of (80 x 10 x 4) mm in length, width and thickness; subsequently the impact test
was performed (ASTM D 6110); as results for the characterization of the fiber it is concluded that:
as the KOH concentration increases the fibers have a higher percentage of (cellulose and lignin),
variable hemicellulose content, and lower impurities (fats and ashes); lower water absorption,
because this eliminates impurities and hydrophilic components of the fiber, in the SEM images a
change in surface roughness was observed with a cleaner fiber. The impact resistance results of the
test pieces were: 6.67 KJ/m2 for the polyester resin, 38.35 KJ/m2
for the (C-FV), 6.89 KJ/m2
for the
(C-FP/SMQ-15%) and 26.51 KJ/m2
for the (C-FP12g/L-35%), 33.57 KJ/m2
for the (CH/SMQ-15%)
and 52.78 KJ/m2
for the (CH/12g/L-35%). From which it was concluded that as the concentrations
of KOH and the % by weight of pineapple fiber increase, the impact resistance of the hybrid
composite improves, because the surface roughness of the fiber is modified and the fiber-matrix
contact area is increased, which will allow a greater transfer of loads.
Keywords: alkaline treatment, matrix, hybrid
Description
Keywords
TECHNOLOGY::Engineering physics::Other engineering physics