Fecha límite para el envío de resumenes: 21/Abril/2024

Este trabajo investiga el potencial de tejidos elaborados de fibras de plátano provenientes del departamento de Córdoba, Colombia, como refuerzo en materiales compuestos. Se caracterizaron las fibras, encontrando una estructura de microfibrillas lignina-celulósicas. Los resultados muestran propiedades mecánicas prometedoras, módulo de Young de hasta 40 GPa y resistencia máxima a tracción de 655 MPa para fibras tratadas termoquímicamente y recubiertas con resina. Se observó que la temperatura de secado, la velocidad de enrollado y los tratamientos superficiales afectan estas propiedades. En conjunto, estos hallazgos confirman el potencial de las fibras de plátano como refuerzo para materiales compuestos con matriz polimérica.

En el departamento de Córdoba, Colombia, el plátano es uno de los cultivos de mayor extensión con más de 29.000 hectáreas dedicadas [1]. La fibra de plátano surge, entonces, como un posible refuerzo para materiales compuestos debido a sus propiedades mecánicas y su gran disponibilidad [2]. Sin embargo, la poca investigación sobre sus propiedades para uso en tejidos de refuerzo para compuestos fabricados mediante el proceso de VARTM [3]. Este estudio se enfoca en las propiedades fisicoquímicas y mecánicas de las fibras del pseudotallo de plátano (Musa Paradisiaca) de la variedad Hartón, con el objetivo de evaluar su viabilidad como material de refuerzo en la producción de materiales compuestos de matrices poliméricas a través del proceso de VARTM.

Las condiciones de secado no afectaron significativamente al diámetro y propiedades mecánicas promedio de las fibras. Sin embargo, un análisis estadístico por intervalos mostró que a menores diámetros se obtienen propiedades mecánicas mayores. Para secados a mayor temperatura se evidenció mayor degradación superficial y suavizado. Estas características favorecen el uso de la fibra como refuerzo continuo individual o en tejidos para materiales compuestos. La configuración de mercerizado + recubrimiento aumentó la mojabilidad del recubrimiento a la hora de aplicarse con la fibra y el papel fundamental del recubrimiento de resina epóxica flexible como agente aglomerante ya que estabiliza y mantiene las precargas generadas por el enrollado y aumenta la adherencia interfacial con la matriz de resina de poliéster, conduciendo a un aumento significativo de la resistencia a tensión (de 267 MPa a 655 MPa). de las fibras de plátano. Se obtuvieron los mejores parámetros para la elaboración de tejidos de fibras de plátano bajo las mejores condiciones posibles, finalmente, determinando las condiciones adecuadas para implementar estos tejidos en el proceso de (VARTM).

Se caracterizaron fibras extraídas mediante el proceso de decorticado y luego secadas a 40°C y 90°C en horno, evaluando el efecto de la temperatura sobre las propiedades fisicoquímica y mecánicas de la fibra. También, la aplicación de tratamientos superficiales como mercerizado y recubrimiento de resina epóxica flexible para estudiar la adherencia interfacial.  Las características morfológicas fueron determinadas mediante microscopía electrónica de barrido SEM y microscopía óptica. Espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier – FTIR y ensayos de bromatología fueron implementadas para la caracterización química. Las propiedades mecánicas fueron obtenidas mediante ensayos de tensión, realizando un análisis estadístico para relacionar los diámetros, la resistencia mecánica y temperaturas de secado. Adicionalmente, la medición del ángulo de contacto de fibras individuales y enrolladas, con y sin tratamiento superficial. Los hilos se estudiaron a diferentes velocidades de enrollado (180, 250, 320 y 380 rpm) y finalmente se procedió a la elaboración de los tejidos para ensayos de tensión, determinación de la permeabilidad (K) y estudiar la adherencia interfacial del tejido y la matriz.

 

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