INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL La Tcnica al Servicio de la Patria

Compsitos de fibras naturales

Materia:Materiales Compuestos

Profesor:TORRES ARELLANO MAURICIO

Alumnos:Guillen Campos Juan Armando Quintero Hernndez OscarSaldaa lvarez Alberto Isaac

Grupo:7AM2

Fecha:30/agosto/12

Compsitos de polipropileno con fibras naturales y maderaPropiedades mecnicas de perfiles generalesLa fuerza y el mdulo especfico de las fibras convencionales suelen cumplir con tolerancias muy estrechas, las fibras naturales se sabe que varan sustancialmente.Las fibras convencionales superan significativamente a las fibras naturales y madera en trminos de resistencia, pero en trminos de mdulo, algunas fibras naturales tales como camo y kenaf casi alcanzan los valores de las fibras de vidrio.Debido a las diferencias de densidad de los diferentes tipos de fibras y madera, las propiedades especficas representado en la figura. 3-2 son algo diferentes a los de la figura. 3-1. En primer lugar, los puntos de datos para los refuerzos tipo de madera son de importancia limitada para los compuestos de PP, ya que corresponden a un estado no comprimido con muy baja densidad que no es representativa del estado ms altamente comprimido en un PP compuesto. En segundo lugar, los datos de mdulo especfico para fibras de vidrio se desplazan al rango de los valores correspondientes de las fibras naturales, con camo incluso superior a los valores de mdulo especficos de fibras de vidrio. En tercer lugar, los valores ms altos para la resistencia especfica de las fibras naturales se obtienen para el lino, que ahora se acerca al extremo inferior del intervalo de fuerza especfica para fibras de vidrio. Finalmente, las fibras de carbono, debido a su baja densidad, todava conservan su superioridad en comparacin con todas las otras fibras con respecto a los valores de mdulo especficos. La menor densidad en comparacin con fibras de vidrio, ahora tambin se traduce en mayores valores de resistencia especfica de las fibras de carbono.

Las propiedades de traccin de los diversos compuestos de PP se representan en las Figs. 4-1 y 4-2, en trminos absolutos y relativos, respectivamente, frente a los diagramas de fuerza mdulo.

Las fibras naturales y madera se presentan cambios sustanciales de lote a lote en sus propiedades en funcin de crecimiento de las plantas y las condiciones de cosecha, etc.Aunque parece probable que las fibras naturales o madera, que principalmente contienen celulosa y lignina, debera causar menos desgaste en las superficies del equipo de procesamiento de fibras de vidrio , no existe estudio publicado apoyo y cuantificar esta afirmacin.En cuanto a las propiedades de la fibra, las fibras convencionales, tales como fibras de vidrio cortas / largas (sgfs/lgfs) y las fibras cortas de carbono (scfs) presentan significativamente ms altos valores de resistencia que incluso las mejores fibras naturales. En trminos de mdulo, algunas fibras naturales, como, por ejemplo, camo y kenaf, muestran valores similares a sgf/lgf, con scf, los valores del mdulo superan estas fibras por un factor de 3, debido a la menor densidad de las fibras naturales en comparacin con fibras de vidrio, las propiedades especficas de las fibras naturales. Particularmente notable es que el camo incluso sustituye SGF / LGF en el mdulo especfico y lino sgf en la fuerza especfica. Para los compuestos resultantes de PP, en trminos de propiedades absolutos, la situacin es muy similar, con algunas excepciones notables. En primer lugar, la diferencia relativa entre NFCs y WPCs, por un lado, y PP-sgf/lgf por el otro, se reduce debido a la regla de efectos de las mezclas basadas. En segundo lugar, WPCs sustituyen PP-talco compuestos, tanto en mdulo y resistencia, mientras que SONF superponen en gran medida con el rango PP-sgf/lgf para el mdulo y acercarse a su extremo inferior para la fuerza. En trminos de propiedades especficas de la posicin de NFCs y WPCs, relativos a los compuestos convencionales (con excepcin de PP-SCF) es de nuevo algo mejorada, debido a las diferencias de densidad antes mencionados. El inconveniente quizs lo ms significativo de NFCs y WPCs, en comparacin con los materiales convencionales de compuestos de PP, se relaciona con su baja IS. Mientras NFCs al menos se solapan parcialmente con la gama de PP-talco, todos WPCs exhiben comportamiento al impacto inferior. Cabe sealar, sin embargo, que uno NFC grado, es decir, PP-Tencel, funciona notablemente bien, siendo el nico compuesto de PP fue que retiene el nivel de PP puro, por lo tanto, incluso superior a PP-SGF compuestos.En general, las NFCs puede sustituir PP-SGF compuestos cuando alguna reduccin en la resistencia es aceptada. WPC, por otra parte, pueden sustituir PP-talco compuestos, en aplicaciones donde la resistencia al impacto no es crtico. Al reflexionar sobre el estado actual del conocimiento y la tecnologa en el mbito de las NFCs y los CMP, hay varios temas pendientes y aspectos an no se ha abordado, y estas incluyen los efectos de la temperatura y la absorcin de la humedad en las propiedades mecnicas y el comportamiento de procesamiento. Por otra parte, existe una gran variabilidad en las propiedades de las fibras naturales y madera, dependiendo del crecimiento y de la cosecha. Tambin, para un nmero de ventajas normalmente asociadas con SONF y WPC (abrasividad es decir, reducido en el procesamiento, el comportamiento de amortiguacin de ruido mejorada, ecobalance global mejorado en comparacin con los compuestos convencionales) hay una necesidad de datos cuantitativos y fiable en apoyo de estos beneficios reputados. Finalmente, con base en consideraciones de propiedad constituyentes, el potencial de rendimiento de fibra natural y compuestos de madera en esta etapa an no plenamente explotada. Por lo tanto, se justifica la investigacin adicional sobre la aclaracin de las relaciones estructura-propiedades de estos materiales para superar las debilidades actuales (por ejemplo, la fuerza del impacto).

Nuevo Material Yute Laminado

Caracterizacin de nuevo material compuesto laminado que contiene refuerzo de fibra natural (yute) se propone. Caracterizacin trmica de reforzamiento natural tejido de yute muestra el efecto de la temperatura sobre el comportamiento mecnico a diferentes temperaturas, 180 C el tejido de yute ms del 50% de sus caractersticas mecnicas. El laminado preparado por el proceso de infusin se polimeriza a una temperatura inferior a la que afecta a las propiedades mecnicas del tejido seco. Llevada a cabo la prueba con muestras de yute laminado en las direcciones de la cadena y de la trama en la gestin de los tejidos.

IntroduccinLas propiedades de las fibras naturales cambian significativamente, esta variabilidad se debe a sus cultivos mediante la identificacin de los aspectos especies fisiolgicas y bioqumicas de yute. Las placas laminadas en yute estn sujetas a un nmero de trabajo. La mayora de las matrices utilizadas son los termoplsticos como:Polietileno (PE)Polipropileno (PP)Poliestireno (PS)Polister La eleccin de una resina de polmero estructural no es un problema de suministro por la dificulta de reciclabilidad. Los resultados muestran que las propiedades mecnicas del laminado se pueden mejorar con la incorporacin de fibra de vidrio. Esto se explica por qu las fibras de vidrio actan como barreras impermeables y evitar el contacto directamente entre el yute y el agua.

Procedimiento experimentalEnsayos mecnicosLos ensayos de tensin realizados sobre muestras de tejido de yute laminado, se llev a cabo en una mquina de prueba de sensor de tipo Instron. En direccin a la cadena y la direccin de la trama, las muestras se cortan dos maneras diferentes.

Cortar yute en la direccin de los hilos

Anlisis termomecnicoSe realizan en dos tipos de dimensiones de las muestras de 4 x 2,5 x 8 mm que se cortan respectivamente a lo largo de la direccin de la cadena y la direccin de la trama. Estas pruebas se realizan con anlisis trmico. El ciclo trmico impuesto comienza desde 20 C a 100 C. con una permanencia de 10 minutos a 100 C.El anlisis termogravimtricoTermogravimtrico anlisis realizados en una atmsfera controlada en las dimensiones 3x2.5x6mm. Antes del anlisis TGA, las muestras se colocan en una cmara climtica durante diferentes perodos con una humedad controlada del 70%. 1.- La primera muestra es de 2 horas en la cmara climtica2.- La segunda muestra de 8 horas en la cmara climtica

ResultadosEl comportamiento mecnico de refuerzos tejidos utilizados en los materiales compuestos est fuertemente influenciado tejiendo hilos de la cadena y la trama. Los ensayos de tencin realizados sobre las muestras de yute muestran la influencia de la temperatura sobre el comportamiento mecnico.Dos zonas distintas estn presentes: una zona de estabilidad El calor de la temperatura ambiente (20 C) a 150 C con una variacin en la tensin max de 10,8 a 12,2 MPa, y una zona de degradacin trmica de 150 C a una temperatura de carbonizacin de yute. A la temperatura de 180 C, la resistencia a la tencin cae 63% de su valor inicial para llegar a 5,3 MPa.

Influencia de la temperatura sobre la tensin mxima de tejido de yute laminado

Ensayos MecnicosLos ensayos de tencin realizados sobre muestras mostraron un comportamiento elstico, la nica diferencia siendo el valor en el que ocurre la ruptura, este valor es de 5400 N en la direccin de la cadena y de 7800 N en la direccin de la trama.

Curvas de direccin de la cadena (a) la curva de direccin de la trama (b)

Estructura del yute tejido.

En la imagen muestra un gradiente del orden de 6000 micridef en la direccin de la cadena, y observamos que la deformacin es menos pronunciada del orden de 200 microdef en la trama.

Mapeo de las mediciones de campo (a) direccin de la cadena, (b) direccin de la trama.

La siguiente imagen muestra la evolucin de la carga frente a desplazamiento durante el ensayo de flexin. Se encontr que todas las muestras probadas (cadena y trama) tienen un comportamiento mecnico no lineal. El valor medio de la resistencia a la traccin de las muestras analizadas fue de 80,5 8,78 MPa en la direccin de la cadena y 83,9 5,25 MPa en la direccin de la trama.

(a) Direccin de la cadena, (b) direccin de la trama

El anlisis termogravimtrico se realizada en una atmsfera controlada desde muestras con un contenido de humedad de 70% en una cmara climtica y para diferentes duraciones muestran una variacin significativa en la masa, esta variacin es causada por la absorcin del YuteLa curva b y c de la figura muestra la prdida de masa de las muestras de haber pasado dos y ocho horas, respectivamente horas en una cmara climtica. Se encontr que el cambio en la masa de la muestra c es mayor la de la muestra B, hay una diferencia entre los dos en el orden de 1,5%. Esto puede explicarse por el hecho la primera muestra despus de absorber menos humedad pierde menos masa, mientras que el segundo muestra absorbe la humedad mucho ms pierde una masa ms grande. Para la prueba de llev a cabo durante un perodo de 8 horas, la variacin de masa es 4%, es evidente que la mayor variacin Es importante durante los primeros 70 minutos.

(A) Ciclo de Temperatura muestra(B) 2 h en la cmara climtica 70% de humedad, de la muestra(C) 8 h en la cmara climtica a 70% de humedad