Evaluación de la resistencia al impacto de un material compuesto de matriz poliéster insaturada reforzado con fibra de lino, mediante su variación del porcentaje en peso y modificación superficial en cadena del refuerzo
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Date
2019-03
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Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
En esta investigación, se evaluó la influencia del tratamiento químico – superficial en
cadena por NaOH 15% w/v en agua destilada y Trimetoxivinilsilano 0.2, 0.3 y 0.4%
w/v en solución de agua destilada – etanol 1v/v, durante un tiempo de 30 minutos cada
uno, sobre la resistencia al impacto Charpy de borde de un compuesto de matriz
poliéster insaturada reforzada con fibra de lino. Así mismo se determinó el carácter
hidrofílico de la fibra de lino mediante la técnica del ángulo de contacto, como
consecuencia del mercerizado y del mercerizado-silanizado. Se fabricó el molde de
acero ASTM 1025, dimensionando el espacio interno de 13cm de largo, 8cm de ancho y
5mm de espesor, para poder moldear las placas del material compuesto a elaborar, y
poder obtener las probetas según las dimensiones que se mencionan en la Norma EN
ISO 179-1:2010. Las placas se moldearon en un equipo de compresión con una barra
fija y otra móvil, a una presión constante de 3000psi ≈ 20MPa.
Los compuestos que se reforzaron con fibra de lino modificada química –
superficialmente en cadena por mercerizado NaOH 15% w/v en agua destilada –
Trimetoxivinilsilano 0.2, 0.3 y 0.4% w/v en solución de agua destilada – etanol 1v/v,
obtuvieron valores promedio de resistencia al impacto de 46.59, 44.47 y
65.98KJ/m2, respectivamente, estos valores representan un aumento del 190.3%,
177,1% y 311.1% del valor de resistencia al impacto Charpy de borde de la fibra sólo
mercerizada, que tuvo una resistencia de 16.05KJ/m2, al 30% w/v de fibra con respecto
de la matriz poliéster sin preparar. El mercerizado modificó el revestimiento de
hemicelulosa de la fibra de lino sin tratamiento, ya que se vio afectada de 8.58% a
5.64%. Pero la modificación en cadena por el Trimetoxivinilsilano modificó la
cantidad de hemicelulosa desde 5.64% a 7.33%.
Además se realizaron estudios de caracterización de SEM y FTIR a la fibra de lino,
tomando como muestras a la fibra de lino sin tratamiento, fibra de lino mercerizada y
fibra de lino mercerizada – silanizada. En dichos estudios se evidenciaron la relevancia
del tratamiento químico de modificación superficial en cadena de mercerizado –
silanizado.
Description
In this research, the influence of the chemical – superficial treatment in chain by
mercerized by 15% w/v NaOH in distilled water –0.2, 0.3 and 0.4% w/v of
Trimethoxyvinylsilane in distilled water solution with ethanol 1v/v, is evaluated for a
while 30minutes each, on the Charpy impact resistance of an unsaturated polyester
matrix composite reinforced with flax fiber. In the same way, the hydrophilic
character of flax fiber was determined by the contact angle technique, as a
consequence of mercerization and mercerized-silanization. The steel shape ASTM 1025
was manufactured, dimensioning the internal space of 13cm long, 8cm wide and 5mm
thick, to be could the shape the specimens of the composite material to be processed,
and to be could to obtain the test pieces according to the dimensions mentioned in the
Standard EN ISO 179-1:2010. The specimens were molded in a compression equipment
with a fixed bar and a moving bar, at a constant pressure of 3000psi ≈ 20MPa.
Composites that were reinforced with chemical modified flax fiber – superficially in
chain by mercerized 15% w/v NaOH in distilled water –0.2, 0.3 and 0.4 % w/v of
Trimethoxyvinylsilane in distilled water solution with ethanol 1v/v, obtained values
average impact resistance of 46.59, 44.47 and 65.98KJ/m2, this values represent an
increase of 190.3%, 177.1% and 311.1% of the Charpy side impact resistance value
of the only mercerized fiber, which had a resistance of 16.05KJ/m2, to reinforced with
30%w/v of fiber with respect to the unprepared polyester matrix. The mercerized
eliminated the hemicellulose coating of the flax fiber without treatment, since it was
affected from 8.58% to 5.64%. But the chain modification by trimethoxyvinylsilane
modified the amount of hemicellulose from 5.64% to 7.33%.
In addition, were carried characterization studies on flax fiber of SEM and FTIR, taking
as samples untreated flax fiber, mercerized flax fiber and mercerized - silanized flax
fiber. In these studies, the relevance of the chemical treatment of superficial
modification in chain mercerized – silanized was evidenced.
Keywords
Silanizado