Resumen

Los estudios sobre compuestos reforzados con fibras naturales muestran que las dificultades asociadas al uso de las fibras vegetales como refuerzo en compuestos poliméricos están frecuentemente relacionadas con la absorción de humedad. La presencia de humedad provoca una impregnación imperfecta y una débil adhesión interfacial fibra-matriz, lo que conduce a la aparición de tensiones internas, porosidad y fallo prematuro del sistema. Este problema puede reducirse empleando tejidos de fibras híbridas o de punto. Este trabajo tiene como objetivo estudiar la sorción de agua en materiales compuestos de yute y yute/vidrio. Los materiales compuestos de poliéster insaturado moldeados por compresión y reforzados con tejido de yute y un tejido híbrido de yute y vidrio tenían las siguientes composiciones en peso: a) 26% de yute/74% de poliéster insaturado; y b) 26% de yute/32% de fibra de vidrio/42% de poliéster insaturado y unas dimensiones de 20,00 × 20,00 × 2,30 mm3 y 20,00 × 20,00 × 2,82 mm3, respectivamente. 

Se desarrolló un modelo matemático de difusión transitoria tridimensional para predecir la transferencia de masa durante la absorción de agua. La formulación matemática se resolvió numéricamente utilizando un método de volúmenes finitos y un esquema de interpolación implícita. Se muestran y analizan los resultados de la distribución del contenido de humedad en el interior de estos materiales compuestos y la cinética de absorción de agua. El conocimiento de esta distribución de humedad permite verificar las zonas más favorables para la delaminación debido a la debilidad de la interfase fibra-matriz y consecuentemente la reducción de las propiedades mecánicas.

INTRODUCCIÓN

En los últimos años se ha producido un rápido crecimiento en el uso de fibras vegetales renovables como refuerzos en materiales compuestos. Los plásticos reforzados con materiales celulósicos son baratos, ligeros, tienen mejores propiedades mecánicas y están exentos de riesgos para la salud. A pesar del atractivo de utilizar compuestos poliméricos reforzados con fibras vegetales, presentan propiedades mecánicas y resistencia a la humedad bajas cuando se comparan con los materiales compuestos reforzados con fibras sintéticas, por lo que son muy sensibles a las influencias ambientales, como el agua[1]. La presencia de humedad en la interfaz fibra-matriz induce la formación de huecos en la interfaz. La humedad interfacial también contribuye al proceso entre la fibra y la resina curada[2]. El debilitamiento interfacial de los composites con fibras vegetales puede mejorarse utilizando refuerzos híbridos, o combinando laminados o mezclas de fibras[3]. 

La hibridación de fibras vegetales con fibras más resistentes, como las fibras de vidrio, también puede mejorar la resistencia a la humedad de los materiales compuestos. Una ventaja de utilizar composites híbridos que contienen dos o más tipos diferentes de fibras es que un tipo de fibra puede complementar lo que le falta al otro. 

• Materias:Poliésteres Materiales compuestos Fibra natural Absorción
• Subjects:Polyesters Composite materials Natural fibers Absorption
• Palabras claves:Tejido híbrido; Compuesto; Fibra vegetal; Absorción de agua; Volumen finito
• Keywords:Hybrid fabric; Composite; Vegetable fiber; Water sorption; Finite-volume