Caracterización a esfuerzo último y Tenacidad de fractura translaminar de un material compuesto embebido en Matriz epóxica reforzado con fibras de algodón

Abstract

Este trabajo estudia la influencia del proceso de fabricación sobre un material compuesto, constituido por tela de algodón como material de refuerzo y resina epóxica como matriz. Se evaluaron las propiedades térmicas y mecánicas bajo dos procesos de fabricación, en busca de poder determinar las repercusiones de la utilización o no de un horno para el proceso de curado. Se realizó una caracterización térmica, DSC – TGA, para determinar el comportamiento durante el rango de operación y cuál sería la mejor rampa de curado. Se evidencio que el material de refuerzo mantenía su integridad y se determinaron las limitaciones térmicas de la resina; la cual sobre los 56 °C comienza a ablandarse, y esto sumado a la recomendación de limitar la temperatura de utilización en 28 °C por debajo de su punto de ablandamiento, deja un rango de utilización hasta los 36°C. Durante las pruebas de tenacidad de fractura translaminar y tensión se determinó que las probetas fabricadas en el horno de curado presentaron un aumento de capacidades en la zona plástica, mayor esfuerzo último, mayor tenacidad de fractura y una reducción de las impurezas y poros en la matriz. Se logra una reducción en el peso del 40% en comparación con piezas realizadas en fibra de vidrio.

Abstract. This project studies the influence of the manufacturing process in composite materials constituted by cotton fabric as reinforced material and epoxy resin as the matrix. The thermal and mechanical properties where evaluated at two manufacturing process trying to determinate the impact of the utilization or not of an oven for the curing process. A thermal characterization, DSC – TGA, take place seeking for the behavior during the operational envelope and the possible best curing ramp. The reinforced material show its suitability and the matrix shown an important thermal limitation which around 56 °C begins to soften, something that added to the recommendation to limit the resins 28 °C beneath its softening point let us a limited range of utilization up to 36°C. During the translaminar fracture toughness and tensile test the specimens made at oven, following the curing ramp, shown an increase of its plastic zone, a greater ultimate stress, greater translaminar fracture toughness and a reduction of the amount of the impurities and pores in the matrix. A weight reduction of 40% is achieved compared to parts made of fiberglass.