Obtencion Experimental y Caracterizacion Mecanica de Un Compuesto Polimerico Reforzado Con Fibra de...

8/18/2019 Obtencion Experimental y Caracterizacion Mecanica de Un Compuesto Polimerico Reforzado Con Fibra de Vidrio M…

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OBTENCION EXPERIMENTAL Y CARACTERIZACION

MECANICA DE UN COMPUESTO POLIMERICO

REFORZADO CON FIBRA DE VIDRIO MAT ALEATORIO

Caldas W.1, Cornejo C.2, Moncayo M.3, Castillo C.4, Caceres W.5, Asitimbay X.6

Resumen

En el sigiente !royecto se "a a obtener nmaterial com!esto #$% &!ol'mero re(or)adocon (ibras de "idrio* y na matri) de !oli+ster insatrado !ara reali)ar mediciones de las !ro!iedades mecnicas del material medianteensayos de tracci-n del material com!esto.

Anali)aremos las "ariaciones de !ro!iedadesmecnicas al combinar la matri) con distintosmateriales re(or)antes.

Abstract

n t/e (ollo0ing 0ill be obtained !roject a com!osite#$% &glass (iber rein(orced !olymer* and annsatrated !olyester matri to mae measrementso( t/e mec/anical !ro!erties o( t/e material t/rog/tensile tests o( t/e com!osite.

Analy)e "ariations in mec/anical !ro!erties bycombining t/e matri 0it/ di((erent rein(orcingmaterials.

Palabras Clave:

Elongaci-n, !ol'mero, re(er)o, catali)ador,

resina.

Keywords:

Elongation, !olymer rein(orcement, catalyst, resin.

! Intr"#ucc$%n

os com!estos #$% estn (ormados !or n re(or)ante de base sil'cica, de all' secom!rende s baja densidad 1, estos

materiales son de gran tilidad !ara la(abricaci-n de !artes !ara ingenier'a debido ae re!resentan a/orro de energ'a gracias a las !ro!iedades antes mencionadas 2.

1 Estdiante de ngenier'a Mecnica 7 8ni"ersidad $olit+cnica 9alesiana 7 sede Cenca,0caldas:est.!s.ed.ec2 Estdiante de ngenier'a Mecnica 7 8ni"ersidad $olit+cnica 9alesiana 7 sede Cenca,

ccornejoi:est.!s.ed.ec3 Estdiante de ngenier'a Mecnica 7 8ni"ersidad $olit+cnica 9alesiana 7 sede Cenca,mmoncayo:est.!s.ed.ec4 Estdiante de ngenier'a Mecnica 7 8ni"ersidad $olit+cnica 9alesiana 7 sede Cenca,ccastillo:est.!s.ed.ec5 Estdiante de ngenier'a Mecnica 7 8ni"ersidad $olit+cnica 9alesiana 7 sede Cenca,0caceres:est.!s.ed.ec6 Estudiante de Ingeniería Mecánica – Universidad Politécnica Salesiana – sede Cuenca,xasitimba!est"u#s"edu"ec

$


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Apellido Autor et al / Titulo del Articulo

as (ibras de "idrio se estn sando encombinaci-n con las (ibras de carbono a ni"elmanom+trico !ara eliminar las limitaciones de(abricaci-n a ni"el indstrial del carbono y alreali)ar este !roceso se adiere !ro!iedades

el+ctricas admirables 3.$ara !oder tener na re(erencia de las

!ro!iedades e "amos a adirir na "e)(ormado el com!esto necesitamos desarrollar la ley de me)clas !ara materiales !articlados,/emos citado esta ley ya e la ley de me)clas !ara (ibras no la !odemos a!licar debido a enestro com!esto #$% son de (ibras aleatorias4.

ρc=

∑ ( f i ∙ pi )

=f 1 ρ1

+f 2 ρ2

+…+f n ρn &1*.

&! Mater$a'es

&! F$bra #e ($#r$" MAT a'eat"r$a! &1 lb .*.$resente en el 32; del com!esto, es nmanto de (ibras cortadas y nidasaleatoriamente, dise; del com!esto llamada !oli+ster insatrada rto Bere(tlica !reacelerada. 9e endrece con la adici-n de ncatali)ador, cambia irre"ersiblemente bajo lain(lencia del calor, !ol'mero termo(ijo decondensaci-n, resina liida o en disolci-n !asa de n material (sible y solble otro no(sible e insolble !or la (ormaci-n de nret'clo tridimensional co"alente. My sado

en la (abricaci-n de materiales com!estos !or ss -!ticas !ro!iedades mecnicas y s bajo costo.

&!, Cata'$-a#"r ME.! &3.5 ml * E s n

agente e reacciona con las cadenas !olim+ricas (ormando n ret'clotridimensional e con(iere al materialcrado nas !ro!iedades mecnicas t+rmicasy de resistencia 'mica my ele"adasDenerando n !roceso e al ser mescladocon la resina se conoce como !roceso deentre cr)amiento y crado

&!/ 0e'c"at! $ro!orciona el acabado s!er(icial !ara con este !roteger al !rodcto de laintem!erie y la /medad adems brindaresistencia a !rodctos 'micos.

&!1 A'c"2"' *"'$($n$'$c"! Actar comodesmoldante en el !roceso, es resistente alaceite, grasas y disol"entes. Alta resistenciaal desgarro, rotra y alargamiento 6.

&!3 Ba'an-a #$4$ta' CAMRY

&!5 T$6eras

&!7 Vas"s #esec2ab'es $#ent$8$ca#"s

&!9 Pa'etas #e ma#era

&!: Mascar$''a

&! Br"c2a #e &; pulg. !&!&


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8ntamos alco/ol !oli"inilico en el gai!e y !rocedemos a lim!iar el "idrio con otro gai!eseco se seca inmediatamente, re!etimos este !rocesoD 9e a!lica na tercera "es el gai!e condesmoldante y esta "e) se deja e see !or

acci-n del ambiente. 8na "e) encontrado secoa!licamos na ca!a no tan (ina de gelcoat,com!robamos e se encentre seco al tacto ya!licamos el MAB cortado con las dimensionesdel "idrio, !aralelamente la resina a sido !re!arada en n "aso desec/able e conten'a @>

g y se le adiciono 3.5 mm de catali)ador /omogeni)ando con las !aletas, con la ayda dena broc/a se nta esta resina sobre el MAB de"idrio /asta e cbra toda la s!er(icie, !osterior a esto con el rodillo metlico se !rocedea eliminar las brbjas retenidas en el material.8na "e) seco al tacto a!licar na segnda ca!a deMAB y re!etir el !roceso anterior a!licando en ntotal 5 ca!as !ara obtener n es!esor estimado de4 mm. $roceso esemati)ado en la (igra 1.

,!&Fabr$cac$%n #e Pr"betas8na "e) e el com!esto se /a secadocom!letamente des!+s de 6 /oras !rocedemos a

gra(icar la (orma de la !robeta deseada y !osteriormente se sigi- s contorno con la sierrade cinta obteniendo as' las !robetas mostradas enla (igra 2.

,!,Pr"t"c"'" #e Ensa@"s

$ara el anlisis destrcti"o de estoscom!estos nos regimos a las normas descritasenG HM+todo de !reba estndar !ara las !ro!iedades de tracci-n de (ibra de "idrio de(ilamentos, /ilos y ro"ings sados en !lsticosre(or)ados A9BM I?2343J .Con la ece!ci-n e la )ona de estricci-n no seencontraba con la medida de 2==mm e indicala norma sino con @=mm.

,! An>'$s$s #e resu'ta#"s9e reali)- ensayos destrcti"os de tracci-n aseis !robetas del com!esto obteniendo lain(ormaci-n !resentada en la tabla1. $resentandos gra(ica na tendencia lineal e (alla en3.=1FK, com!robando en la (igra 3 con nalargamiento a!roimado de 3.34mm.

&

F$4ura Esuema #e' *r"ces" #e manu8actura

F$4ura &! Pr"betas "bten$#as

Tab'a Ensayos de tracci-n CM$8E9B $ML%C%E#%AI CK #N%A IE OI% MAB AEAB%


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Mediante la a!licaci-n de la (ormla1encontramos la densidad total del com!estodondeGf 1 #racci-n "olm+trica de la resina

ρ1 Iensidad de la resina

f 2 #racci-n "olm+trica de le (ibra

ρ2 Iensidad de la (ibra

Dat"s ρ R=4.39g /m

3

ρ R=2.6 g/cm3

Ca'cu'am"s 'a 8unc$%n ("'um?tr$ca #e '"s

a4entes!

f 1=

68

1.3

68

1.3+ 32

2.6

f 1=0.8095

f 2=

32

2.6

32

4.6+68

1.3

f 2=0.1905

$rocedemos a!licar la ecaci-n 1

ρc=¿ &=.>=@5*&1.3*P&=.1@=5*&2.6*

ρc=1.54765 g/cm3

9iendo 1.54765g /cm3 la densidad total delcom!esto.

Al mantener la matri) constante y "ariar el ti!o de re(or)ante en mestras obser"amose las !ro!iedades mecnicas cambianobs+r"ese la tabla2, se obt"o resltados

di(erentes en la gr(ica es(er)o?de(ormaci-ncomo se "e en la gr(ica 4.

os com!estos e obt"ieron !ro!iedades mecnicas o!estas, tanto en

'

F$4ura ,! Es(er)o?de(ormaci-n (ibra de "idrio MABaleatorio &Matlab*

F$4ura / Es8uer-"De8"rmac$%n #e 5 re8"r-antes

Tab'a &! Ensayos de tracci-n CM$8E9B $ML%C %E#%AI CK I9BKB9 MABE%AE9


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elongaci-n como en es(er)o en los tres

com!estos anali)ados a continaci-nGEl com!esto de MAB bidireccional conn !romedio de elongaci-n de 1=.56 mm y nes(er)o de r!tra de 42.@ FK es ien !resenta las mejores !ro!iedades mecnicas.

En n caso di(erente en la (ibra corta AF

la cal obt"o n es(er)o de r!tra de =.3FK, s elongaci-n tambi+n decay- encom!araci-n a la carga, la cal llego a nelongaci-n de 4.=1 mm es ien !resenta las !eores !ro!iedades mecnicas.

Ko obstante la (ibra de MAB Niaial es elsegndo com!esto con mejores !ro!iedadesmecnicas, con na carga de r!tra de 13.1@FK y na elongaci-n de 6.> mm.

$ara el anlisis de las 4 mestras (altantes,eliminamos de la gr(ica las mestras antesdescritas, y en la gr(ica 5 se obser"a ncom!ortamiento similar entre estas mestrascon n !romedio de carga a la r!tra de 2.44FK, y na de(ormaci-n de 3.=25 mm.

/! C"nc'us$"nesCon la elaboraci-n de este trabajo logramosobtener n material com!esto con nre(or)ante de (ibra de "idrio &MAB aleatoria* yna matri) de !oli+ster insatrado,com!robando las !ro!iedades mecnicasreali)ando ensayos de tracci-n y anali)ando las"ariaciones de !ro!iedades mecnicas alcombinar la matri) con distintos materialesre(or)antes como lo eranG

1! Re8erenc$as

1 Bed %. Morton, H#iber?lass?%ein(orced !lastics (or corrosion resistance,J Materials Engineering forum, $art 1.

2 Q. Ce"allos Es!inosa, Q. Benesaca Nra"o,Hbtenci-n y caracteri)aci-n de materialescom!estos /'bridos de matri) de !oli!ro!ileno re(or)adas con (ibras de"idrio,J ca!. 2.

(

F$4ura 1! 0ra8$ca es8uer-" #e8"rmac$%n #e Mata'eat"r$" Part$cu'a #e ma#era F$bra #e cabu@a

Carb"nat" #e ca'c$"


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3 . Arboleda, HA!licaci-n del !lsticore(or)ado con (ibra de "idrio a !artes deingenier'a,J 8ni"ersidad tecnol-gica de$ereira, #acltad de tecnolog'as, 2==.

4 Q.M. -me) de 9ala)ar, M.. Narrena, C.Merino, . $laete, . Morales, H$re!araci-ny estdio de materiales com!estosnano(ibras de carbonoR!oli+ster laminadoscon (ibra de "idrio,J Anales de la mecánicade fractura, vol. 1, pp. 234-238, 2007.

5 9ergio arc'a, H(ibras y materiales dere(er)o,J Revista iberoamericana de polí meros Garcí a , "ol. 12, no 5, !!.26>?2>2,2=11.

6 #rancisco iesa y is Nilrbina, H3@ adesi"osindstriales,J Marcombo, S.A. 1@@=,Narcelona &Es!a

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