Preparación y caracterización de materiales reforzados de polietileno y fibras de carbono por termocompresión

• Autores: Zenen Zepeda Rodriguez, Rubén González Núñez, Milton Oswaldo Vázquez Lepe, Pedro Ortega Gudiño, Martín Rigoberto Arellano Martínez
• Localización: Revista Iberoamericana de Polímeros, ISSN 1988-4206, ISSN-e 0121-6651, Vol. 20, Nº. 5, 2019, págs. 236-245
• Idioma: español
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    Materiales reforzados de polietileno lineal de media densidad (PELMD) y fibras de carbono (FC) fueron preparados por moldeo por termocompresión a diferentes concentraciones de FC (0, 5, 10, 15, y 20%). Los componentes se mezclaron primeramente en una licuadora industrial para dispersar la fibra antes del moldeo. Las propiedades mecánicas de los compositos se evaluaron mediante ensayos de tensión, flexión e impacto. El análisis térmico se realizó con un calorimetría diferencial de barrido (DSC) y mediante análisis termogravimétrico (TGA). La estructura de las FC y la dispersión de éstas en el PELMD se observaron por microscopia electrónica de barrido (SEM). En general las propiedades mecánicas de los materiales reforzados se incrementaron con la adición de fibras de carbono. Para los módulos de tensión y flexión ocurrió un incremento de 250 y 58%, respectivamente. Mientras que para los esfuerzos a la tensión y flexión el aumento fue de 26 y 9% respectivamente. Las propiedades térmicas del polietileno también se vieron beneficiadas por la adición de fibras de carbono, ya que se retardo la degradación térmica del polietileno en 42°C y la cristalinidad de este se incrementó en un 15%.

  • English

    Composites of medium density polyethylene (PELMD) and carbon fibers (FC) were prepared by thermal compression process. A dry–blending process was used to mix FC on PELMD at different FC contents (0, 5, 10, 15, and 20 wt %) to increase the mechanical and thermal properties of polyethylene. FC structures and the dispersion in the PELMD were observed by scanning electron microscopy (SEM), the mechanical properties of the composites were analyzed by tensile, flexure and impact resistance tests, meanwhile the thermal properties and behavior by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). In general, the mechanical properties of composites were increased by the addition of FC. The tensile and flexure modulus was increased by 250 and 58% respectively. For the tensile and flexure strength the increase was 26 and 9%, respectively. The thermal properties of polyethylene were also benefited by the addition of carbon fibers, as the thermal degradation of polyethylene is delayed by 42°C and the crystallinity was increased by 15%.