Efecto de la impregnación con polímeros sobre las propiedades mecánicas de la Guadua

Abstract

La Guadua angustifolia Kunth ha sido aceptada como elemento estructural en las NSR-10. Sin embargo, debido a su biodegradación y baja durabilidad, continúa siendo objeto de estudios que propenden por mejorar sus propiedades. El objetivo principal de esta investigación fue evaluar el efecto que la impregnación dentro de la Guadua angustifolia Kunth macana con copolímeros a partir de estireno (St), metacrilato de metilo (MMA) y acrilato de butilo (BuA), tiene sobre las propiedades mecánicas de compresión y flexión, la absorción de agua y la variación dimensional. Así como, de identificar el papel del acrilato de butilo como agente plastificante en el copolímero. La copolimerización fue analizada a través de dilatometria, viscosimetria, porcentaje de sólidos, DSC, DTG, FTIR y ensayo a compresión. Los resultados indicaron que la impregnación dentro de la Guadua a. puede realizarse usando la mezcla de monómeros St: MMA: BuA en relación 2:2:1, con 1.0% de PBO y 0,5% de dodecilmercaptano, llevados a 55°C por menos de 90 minutos. La concentración de BuA se estableció para alcanzar mínimo una Tg de 60°C. La infiltración al vacío de sustancias fijadoras de tejido, glutaraldehído 2,5% y solución FAA, dentro de pequeñas probetas de Guadua a., no modificaron la dimensión de los vasos de metaxilema, y aumentaron el índice de cristalinidad. Los resultados de los ensayos a compresión y flexión indicaron que el tratamiento térmico, el tratamiento químico y las impregnaciones con polímeros mejoraron las propiedades mecánicas. También se logró la disminución de absorción de agua y reducir la variación dimensional.

Abstract. Guadua angustifolia Kunth accepted as a structural element in the NSR-10, but because of its low durability, it continues being studied to improve their properties. Therefore, the main objective of this study was to evaluate the effect of the impregnation within the Guadua angustifolia Kunth macana with copolymers from styrene (St), methyl methacrylate (MMA) and butyl acrylate (BuA), has on mechanical properties of compression and bending, water absorption and the dimensional variation. In addition, to identify the role of butyl acrylate as a plasticizing agent in the copolymer too. The kinetic constants of polymerization, and the polymerization time were obtained by dilatometry, in that the viscosimetric study was conducted through a cone and plate rheometer. The results indicated that the impregnation inside the Guadua a. may be performed using the monomer mixture St: MMA: BuA in relation 2: 2: 1 respectively, adding 1.0% PBO and 0.5% dodecyl mercaptan, carried at 55°C for less than 90 minutes. BuA concentration was set to achieve a Tg of at least 60°C. Vacuum infiltration of substances for tissue fixation, glutaraldehyde 2.5% and FAA solution, within small specimens of Guadua a., did not change the size of the vessels of metaxylem, and increased the crystallinity index. The compressive and flexural strength results, indicated that heat treatment, chemical treatment and impregnation with polymers, improved mechanical properties. Also that the water absorption decreased, and the dimensional variation was reduced.