Fabricación y caracterización mecánica y de absorción de agua de aglomerados reforzados con fibras vegetales del Quindío

Abstract

This research was carried out with lignocellulosic particles, coming from native plants such as coffee, “guadua and guasca de plátano” from the Region of Quindio in Colombia, different from those used in composites manufactured commercially. These particles were blended with a thermo resin, compressed and then, submitted to temperature during a certain time with a thermoforming press, manufactured in the laboratory, and subsequently, they were dried at room temperature. At the end of the manufacturing and drying process, the composite was observed through a stereoscope in order to analyze its fiber-resin adhesion and its porosity. Afterwards, it is submitted to mechanical and water absorption tests and analysis taking into account the ASTM norms for wood particles boards. The mechanical tests were performed with a Universal Machine also manufactured to this research Project. Once the composites were exposed to destructive tests, images were taken through a microscope SEM right in the material’s break point to know the fiber behaviour. The obtained results were compared to those previously made to a commercial composite which mechanical parameters are demanded by the international norms regarding rigidity and load resistance. The tests’ results to our composite are comparable to the commercial ones and in some of them, superior in, for instance, water absorption and hardness to penetration. The composite manufactured with guadua 500 µm gave in traction and flexion the best capability to support load showing values that overcome commercial composites as well as composites manufactured in this Project.

Este trabajo se realizó con partículas lignocelulósicas provenientes de plantas encontradas en la región del Quindío como el café, guadua y guasca de plátano las cuales son diferentes a las utilizadas en los aglomerados que se fabrican comercialmente. Estas partículas fueron mezcladas con una resina termoestable, prensadas y sometidas a temperatura durante un tiempo determinado, con una plancha térmica que se construyó en el laboratorio, y posteriormente se dejaron curar a temperatura ambiente. Al concluir el proceso de fabricación y curado, el aglomerado es observado mediante un estereoscopio en donde se analiza la adhesión fibra-resina y la porosidad, para luego ser sometido a pruebas y análisis mecánico y de absorción de agua teniendo en cuenta las normas internacionales ASTM para tableros de partículas de madera. Las pruebas mecánicas se realizaron con una Máquina Universal que también se fabricó para este trabajo de grado. Una vez los aglomerados han sido expuestos a pruebas destructivas se toman imágenes mediante microscopia SEM en el lugar de la fractura del material con el fin de conocer el comportamiento de la fibra. Los resultados obtenidos son comparados con los hechos a un aglomerado comercial cuyos parámetros mecánicos son los exigidos por las normas internacionales en cuanto a rigidez y resistencia a la carga. Los resultados de las pruebas a nuestros aglomerados son comparables al aglomerado comercial y en algunas superiores, como por ejemplo en la resistencia a la absorción de agua y en la dureza a la penetración. El aglomerado fabricado de guadua 500 µmdio en tracción y flexión la mejor capacidad de soportar carga, teniendo valores muy por encima del aglomerado comercial así como también de los aglomerados fabricados en este trabajo.