Materiales compuestos de matriz polimerica y refuerzos de origen vegetal

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dc.contributor.advisor Aranguren, Mirta Inés
dc.contributor.author Marcovich, Norma Esther
dc.contributor.editor Universidad Nacional de Mar del Plata es_AR
dc.contributor.other Reboredo, María Marta
dc.date.accessioned 2016-06-16T18:32:48Z
dc.date.available 2016-06-16T18:32:48Z
dc.date.issued 1996-12
dc.identifier.uri http://rinfi.fi.mdp.edu.ar/xmlui/handle/123456789/72
dc.description.abstract Las cargas y/o refuerzos vegetales son materiales actualmente subaprovechados y de valor prácticamente nulo, además de ser completamente degradables. Desafortunadamente, la absorción de humedad de estas fibras, su escasa mojabilidad y la insuficiente adhesión interfacial entre estas partículas y matrices poliméricas conducen a materiales que se despegan con el tiempo. Sin un mojado efectivo de las partículas no existe una adhesión interfacial fuerte, lo cual conduce a la generación de fallas internas en el compuesto. La modificación de las cargas y/o de la matriz polimérica con el objetivo de mejorar su compatibilidad es actualmente, un área clave de investigación para obtener propiedades óptimas en este tipo de materiales compuestos. El objetivo de esta tesis es, en consecuencia, el estudio de las características de los materiales compuestos preparados a partir de una resina poliéster insaturada y un refuerzo vegetal (específicamente aserrín o harina de madera) en función de las modificaciones químicas que se le realizan al relleno. En el capítulo 1, se presenta una discusión general de los materiales compuestos así como de las matrices poliméricas y carga utilizadas normalmente en su preparación. A continuación se incluyen los antecedentes publicados en el tema que sirvieron de fundamento para el trabajo desarrolado en esta tesis. Las técnicas y los equipos utilizados para la elaboración de estos materiales, así como para su caracterización química y para la determinación de sus propiedades finales se describen brevemente en el capítulo 11. En el capítulo 111,se presentan los resultados de la caracterización de los materiales de partida. Se incluye además, una descripción de los tratamientos químicos realizados a las partículas de madera: se modifica la carga por mecanismos diferentes: un tratamiento químico en condiciones suaves de reacción (temperatura ambiente, sin catalizador), un tratamiento químico en condiciones severas de reacción (temperatura alta, con pretratamiento alcalino para aumentar el área superficial de las partículas). La técnica de preparación de los materiales compuestos y la evaluación de su respuesta mecánica (flexión en tres puntos y compresión) y mecánico dinámica es presentada en los capítulos IV (materiales cargados con aserrín) y V (compuestos rellenos con harina de madera). Las propiedades finales obtenidas son relacionadas con la concentración y modificación química del refuerzo empleado. Se presenta además, un estudio de la influencia de la carga en la reacción de curado de la matriz polimérica. Debido a las características higroscópicas de las partículas de madera empleadas, se discute el comportamiento (tanto de los materiales de partida como de los compuestos) en condiciones de humedad controlada. Para finalizar, en el capítulo VI, se analizan diferentes modelos que conducen a expresiones relativamente simples para interpretar la respuesta mecánica del material en flexión estática En el apéndice A, se presenta el modelado de la absorción de humedad de los compuestos mediante el uso de ecuaciones microscópicas de difusión en sólidos. Se analiza también la respuesta de ecuaciones que permiten predecir la difusividad de la humedad en el material cargado con harina de madera en función de las difusividades de la carga y la matriz. La técnica de espectroscopía infrarroja por reflectancia difusa (DRIFf) utilizada para la evaluación de las modificaciones químicas en el aserrín requirió un trabajo exhaustivo de puesta a punto, debido a las dificultades que ofreció en un primer momento, yel resultado obtenido se incluye en el apéndice B. es_AR
dc.format application/pdf es_AR
dc.language.iso spa es_AR
dc.publisher Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina es_AR
dc.rights info:eu-repo/semantics/openAccess es_AR
dc.subject FIBRAS VEGETALES es_AR
dc.subject MATERIALES COMPUESTOS es_AR
dc.subject RESINA POLIESTER es_AR
dc.title Materiales compuestos de matriz polimerica y refuerzos de origen vegetal es_AR
dc.type Thesis es_AR
dc.rights.holder https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ es_AR
dc.type.oa info:eu-repo/semantics/doctoralThesis es_AR
dc.type.snrd info:ar-repo/semantics/tesis doctoral es_AR
dc.type.info info:eu-repo/semantics/acceptedVersion es_AR
dc.other.abstract Vegetable fibers and fillers are inexpensive and biodegradable reinforcing materials, currently underutilized. Unfortunately, the moisture absorption of these fibers, poor wettability, and insufficient interfacial adhesion between polymer matrix and filler lead to debonding. Without an effective wetting, strong interfacial adhesion cannot exist, which promotes the formation of internal flaws in the composite. Therefore, the modification of the fibers or/and the polymeric matrix in order to improve compatibility is a key topic in current research to obtain optimum final composite properties. The aim of this work is the study of the properties of the composites made from a polyester resin and vegetable reinforcing fillers (specifica11y sawdust and woodflour) as a function of the chemical modification applied to the fibers. In chapter 1, a general discussion about composites, polymeric matrices and fillers frequently utilized is presented. Then, the previous related publications from other groups are presented and discussed. The experimental techniques and equipment used to prepare the composites, to carry out the chemica1 characterization and to measure their final properties are described in chapter 11. The results of the characterization of the starting material s is presented in Chapter 111.The different chemica1 treatments utilized to modified the wood particles are also descri bed: chemical treatment under mild reaction conditions (room temperature, without catalyst) chemical treatment under severe reaction conditions (high temperature, alkaline pretreatment to increase the particle surface area) The technique used in composite preparation and the study of the mechanical properties are presented in chapters IV (sawdust composites) and V (woodflour composites). The final properties are presented as function of filler concentration and chemica1 modification. An study about the filler effects on the crosslinking of the polymeric matrix is also included. Since the wood particles are hygroscopic, the behavior of fillers and the composites under a constant relative humidity environment were discussed. Finally, different theoretica1 models which lead to relatively simple expressions are used to analyze the flexural mechanica1 response of the composites. In appendix A, equations obtained from microscopic mass balances for diffusion in solids are used to predict absorbed humidity in composite, fillers and matrix as a function of time. Different model predictions of the composites diffusion coefficients as a function of filler concentrations are also presented and their agreement with experimental results is discussed. Diffuse reflectance infrared spectroscopy (DRIFf) used in this work to study the fillers chemical modifications required an exhaustive start up work before it could be use as a routine test, and the obtained results are included in appendix B. en_EN


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