Deformación y fractura de una resina epóxica reforzada con fibra de algodón

Abstract

En este trabajo, fue estudiada la influencia del proceso de fabricación (VARTM) y el tratamiento químico con hidróxido de sodio (NaOH), aplicado sobre las fibras, en las propiedades mecánicas de un material compuesto constituido por una resina epóxica reforzada con fibras de algodón. Se realizó un análisis de las fibras por medio de espectroscopia infrarroja, con el fin de detectar el efecto en los enlaces del tratamiento químico y fueron evaluadas las propiedades mecánicas del material compuesto mediante ensayos de tensión y tenacidad de fractura. Se pudo observar que el tratamiento químico no provoca una diferencia notable en el rompimiento de los enlaces de hidrógeno del material, por lo tanto, el material compuesto al cual se afectaron menos sus propiedades mecánicas fue aquel material sin tratamiento químico. A partir de los ensayos mecánicos se determinó que el proceso de fabricación mejora las propiedades mecánicas del material compuesto, observando un aumento en la resistencia última, módulo de elasticidad y deformación ÚLTIMA. Por medio de un análisis fractográfico, se pudo observar que el proceso de fabricación disminuye notoriamente los defectos como poros, impurezas y defectos superficiales, también se puede observar una mejora en la interfaz fibra/matriz y una mejor humectación entre fibras.

Abstract. This work studies the influence of the manufacturing process (VARTM) and chemical treatment with sodium hydroxide (NaOH), applied on the fibers, on the mechanical properties of a composite material constituted by epoxy resin reinforced with cotton fibers. An analysis of the fibers was performed by means of infrared spectroscopy, in order to detect the effect on links chemical treatment and were evaluated the mechanical properties of the composite material by tensile testing and fracture toughness. It was observed that the chemical treatment does not cause a noticeable difference in breaking the hydrogen bonds of the material, therefore, the compound to which material is less affected their mechanical properties was that material without chemical treatment. From the mechanical tests determined that the manufacturing process improves the mechanical properties of the composite, observing an increase in the ultimate strength, modulus of elasticity and ultimate strain. Through a fractography analysis, it was observed that the manufacturing process noticeably decreases defects as pores, impurities and surface defects, you can also be observed an improvement in the interface fiber / matrix and better wetting between fibers