Composites with pineapple-leaf fibers manufactured by layered compression molding

• Autores: Natalia Jaramillo, David Hoyos, Juan Felipe Santa Marín
• Localización: Ingeniería y competitividad: revista científica y tecnológica, ISSN 0123-3033, Vol. 18, Nº. 2, 2016, págs. 151-162
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Compuestos de fibra de hoja de piña fabricados mediante moldeo por comprensión por capas
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• Resumen
  • español

    Se utilizó el proceso de moldeo por compresión para la fabricación de compuestos de matriz polimérica reforzados con fibra de hoja de piña. Para la fabricación de las muestras se utilizaron cuatro láminas de polipropileno de 0.76 mm de espesor y las fibras se distribuyeron igualmente entre éstas, generando un apilamiento alternado del material de la matriz y las fibras, donde las fibras de las capas más externas se encuentran orientadas transversales a las de la capa interna. Dos tipos de fibras de hoja de piña se usaron como refuerzo: fibras sin tratamiento y fibras modificadas con un tratamiento alcalino en solución de 10% de NaOH. Se evaluaron también dos porcentajes de fibra en el compuesto para determinar su efecto en las propiedades mecánicas del material. Se midió la resistencia a la tensión, el módulo de Young, la deformación a la fractura, la resistencia a la flexión y el módulo de flexión. Al aumentar el porcentaje de fibra en el compuesto, se observó un incremento de un 22% en la resistencia a la tensión y de un 60% en el módulo de Young. La resistencia a la flexión y el módulo de flexión se incrementaron en un 19% y un 50%, respectivamente.

    Sin embargo, con el tratamiento alcalino no se observó ninguna mejora en dichas propiedades. Las superficies de los compuestos fracturados a tensión fueron examinadas mediante microscopía electrónica y se observaron algunos mecanismos de falla, como el desprendimiento de fibras y la deformación de la matriz.

  • English

    Compression molding process was used to manufacture composites reinforced with pineapple-leaf fibers. During manufacturing, four plies of polypropylene with an average thickness of 0.76 mm were used and the fibers were equally distributed between plies to generate a stacked composite with the fibers in external layers transversally oriented to those in the inner layer. Two types of pineapple-leaf fibers were used as reinforcement: untreated fibers and fibers modified in an alkali solution (10% NaOH). Two different fiber contents were also evaluated in order to measure their effect on the mechanical properties of the composite. Ultimate tensile strength, strain at maximum load, Young’s modulus, flexural strength and flexural modulus were measured. Tensile strength was increased 22% and Young’s modulus increased 60%. Flexural strength and flexural modulus increased 19 % and 50% respectively, with fiber content. However, the alkali treatment did not improve those properties. Fractured surfaces of the composites were examined using electron microscopy and failure mechanisms such as fiber pullout and matrix deformation were observed.