Desempeño fisico-mecánico de un biocompuesto de matriz epóxica reforzado con fibra de Agave angustifolia Haw

Abstract

En México, anualmente se generan cerca de 15.6 Mt de residuos agroindustriales entre los que destaca el bagazo de agave en la producción de bebidas espirituosas. Así, en 2017, se generaron cerca de 80 mil toneladas de bagazo derivados de la producción de 4 Mm3 de mezcal. En este estudio se desarrollaron biocompuestos de fibra corta de bagazo del Agave angustifolia Haw y se evaluó el desempeño físico-mecánico que presenta como refuerzo de una matriz de polímero epóxico de baja viscosidad en un biocompuesto laminar. Primero, se elaboraron paneles de 200x110x3.8 mm3 , para probar 12 combinaciones con tres contenidos (18, 24 y 30%) y cuatro longitudes de fibra (1, 3 y 6 mm, y mezcla), y se compararon con los paneles de resina sin fibra. Se realizaron pruebas de tracción paralela y de flexión de tres puntos. Después de seleccionar la mejor combinación, se evaluó el efecto del pretratamiento químico con bicarbonato de sodio, silano, e hidróxido de sodio, en la interfaz fibra-matriz para incrementar la resistencia mecánica (tracción, flexión, impacto y dureza) antes y después de la absorción de agua. Mediante Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) se observaron las superficies de fractura de las probetas ensayadas a impacto para conocer el efecto del tratamiento químico sobre las propiedades físico-mecánicas del material. Finalmente se evaluó el efecto que tiene la hibridación en la resistencia a la flexión. Los resultados obtenidos permiten observar una disminución de la resistencia mecánica (tracción, flexión) con la incorporación de fibras, sin embargo, el módulo de elasticidad aumenta en los dos modos de prueba. Los tratamientos químicos tienen un efecto positivo en la resistencia mecánica, sin embargo, tienden a disminuir el módulo de elasticidad. La resistencia al impacto mejora con la incorporación de fibras y con los tratamientos químicos. La hibridación tiene un efecto positivo en las propiedades de flexión del material biocompuesto. El tratamiento con bicarbonato exhibe el mejor comportamiento en todos los ensayos realizados.