Resumen

En este artículo se investiga la influencia del tratamiento con álcali y la adición de nanoarcillas de montmorillonita como carga en el comportamiento mecánico y viscoelástico de un compuesto polimérico de fibra de yute. Los compuestos se fabrican utilizando un 5 % en peso de nanoarcilla, fibra de yute no tratada y tratada químicamente en diferentes porcentajes mediante el método handlayup. Las propiedades mecánicas estáticas como la resistencia a la tracción, la flexión, el impacto y el cizallamiento inter laminar se estudiaron según las normas ASTM correspondientes. 

El análisis mecánico dinámico se llevó a cabo para evaluar el módulo de almacenamiento y el factor de amortiguación del compuesto preparado. La composición y la estructura de los grupos funcionales de las fibras modificadas se examinaron mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier. 

Los resultados mostraron que la interacción de la adición de relleno y el tratamiento de las fibras con NaOH+KMnO₄ han mejorado significativamente las propiedades de tracción, flexión e impacto hasta 47,12, 201,13, 172,61MPa respectivamente. Los resultados del análisis mecánico dinámico revelaron que la incorporación de relleno aumenta el módulo de almacenamiento y la temperatura de transición vítrea. La incorporación de 5wt% de arcilla y 25wt% de fibra de yute aumenta la temperatura de transición vítrea del material compuesto de 109 a 115 °C.

INTRODUCCIÓN

Los compuestos híbridos tienen ventajas sobre los materiales convencionales debido a su bajo costo, baja densidad y altas propiedades específicas, y estos compuestos híbridos son uno de los campos prometedores en la ciencia de polímeros que llama la atención para su aplicación en una variedad de sectores que van desde aeronáutica hasta la industria de la construcción. Los nanomateriales renovables se utilizan como refuerzos en el campo de la nanociencia y nanotecnología para obtener materiales avanzados con propiedades novedosas. Los compuestos híbridos de nanoclayo/fibra natural han recibido mucha atención recientemente debido a su amplia variedad de propiedades en aplicaciones automotrices, biomédicas, envases de alimentos y otras aplicaciones de consumo con mejores propiedades mecánicas, térmicas, ópticas y de barrera.

Se han estudiado fibras naturales como el yute, bambú y fibra de coco con longitudes variables para evaluar sus propiedades mecánicas y físicas, y se encontró que el valor del módulo de Young aumenta gradualmente al aumentar la longitud de la fibra. Al investigar las imágenes SEM de la fibra, el yute muestra una superficie más lisa en comparación con el bambú y la fibra de coco. 

• Materias:Propiedades mecánicas Nanomateriales Fibras Fibra natural Arcilla
• Subjects:Mechanical properties Nanomaterials Fibers Natural fibers Clay
• Palabras claves:Tratamiento químico; Temperatura de transición vítrea; Propiedades mecánicas; Nanoclay; Fibra natural
• Keywords:Chemical treatment; Glass transition temperature; Mechanical properties; Nanoclay; Natural fiber