Publicación:
Comportamiento de la adhesión de fibras de plátano y coco tratadas y no tratadas químicamente embebidas en matrices termoplásticas y termofijas

Vista sencilla de ítem
dc.contributor.advisorUnfried Silgado, Jimyspa
dc.contributor.authorBarrera Fajardo, Ismael Joséspa
dc.date.accessioned2023-02-21T14:24:43Z
dc.date.available2023-02-21T14:24:43Z
dc.date.issued2023-02-21
dc.description.abstractIn this work have been evaluated adhesion of coconut and banana fibers on several treatment conditions and using two polymeric matrix. Fibers were extracted from banana pseudostem and coconut esocarp, which were dried at a temperature of 40°C and 90°C, determining how the drying temperature influences the mechanical properties. Choosing 40°C for banana fibers and 90°C for coconut fibers as the best temperature, these sets of fibers were treated with alkali and various properties were compared using characterization techniques such as tension tests, scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Simply dried and INFORME FINAL DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN CONVENCIONAL Comité de Acreditación y Currículo Facultad de Ingenierías por una universidad con calidad, moderna e incluyente Carrera 6ª. No. 76-103 Montería NIT. 891080031-3 - Teléfono: 7860300 - 7860920 www.unicordoba.edu.co mercerized fibers were embedded in polymeric matrices to determine the influence of fiber treatment on adhesion with polylactic acid (PLA) and unsaturated polyester resin and to obtain manufacturing parameters to improve the properties of natural fiber-reinforced composites using 3D printing and resin transfer molding (RTM) processes. Using the PullOut fiber extraction test, it was possible to prove that mercerizing improves the interfacial adhesion with the abovementioned matrices.eng
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero(a) Mecánico(a)spa
dc.description.modalityTrabajos de Investigación y/o Extensiónspa
dc.description.resumenEn este trabajo se evaluó la adhesión de fibras de plátano y coco bajo diversas condiciones, en dos polímeros diferentes. Se extrajeron fibras del pseudotallo del plátano y del mesocarpio del coco, que se secaron a una temperatura de 40°C y 90°C para determinar cómo influye la temperatura de secado en las propiedades mecánicas. Eligiendo 40°C para las fibras de plátano y 90°C para las de coco como temperatura óptima, estos conjuntos de fibras se trataron con álcali y se compararon diversas propiedades mediante técnicas de caracterización como ensayos de tensión, microscopía electrónica de barrido (SEM), análisis termogravimétrico (TGA) y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Se embebieron fibras simplemente secadas y mercerizadas en matrices poliméricas para determinar la influencia del tratamiento de las fibras en la adhesión con ácido poliláctico (PLA) y resina de poliéster insaturado y obtener parámetros de fabricación para mejorar las propiedades de los compuestos reforzados con fibras naturales mediante procesos de impresión 3D y moldeo por transferencia de resina (RTM). Mediante el ensayo de extracción de fibras Pull-Out, se pudo comprobar que el mercerizado mejora la adhesión interfacial con las matrices mencionadas.spa
dc.description.tableofcontentsRESUMEN 9spa
dc.description.tableofcontentsABSTRACT 10spa
dc.description.tableofcontents1 INTRODUCCIÓN 10spa
dc.description.tableofcontents2 OBJETIVOS 13spa
dc.description.tableofcontents2.1 OBJETIVO GENERAL 13spa
dc.description.tableofcontents2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 13spa
dc.description.tableofcontents3 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 13spa
dc.description.tableofcontents4 ESTADO DEL ARTE 17spa
dc.description.tableofcontents5 MATERIALES Y MÉTODOS 19spa
dc.description.tableofcontents5.1 RECOLECCIÓN DE LA MATERIA PRIMA 19spa
dc.description.tableofcontents5.2 EXTRACCIÓN DE FIBRA NATURALES 20spa
dc.description.tableofcontents5.3 TRATAMIENTO CON ÁLCALIS O MERCERIZADO 22spa
dc.description.tableofcontents5.4 TRATAMIENTO DE SECADO DE FIBRAS 23spa
dc.description.tableofcontents5.5 CARACTERIZACIÓN MECÁNICA DE LAS FIBRAS POR ENSAYO DE TENSIÓN 24spa
dc.description.tableofcontents5.5.1 Montaje de fibra en plantilla de cartón paja 24spa
dc.description.tableofcontents5.5.2 Medición de diámetros de las fibras de plátano y coco mediante microscopia óptica 26spa
dc.description.tableofcontents5.5.3 Acondicionamiento de las fibras para ensayos de tensión 28spa
dc.description.tableofcontents5.5.4 Ensayo de tensión de fibras de plátano y coco 28spa
dc.description.tableofcontents5.6 ANÁLISIS POR ESPECTROSCOPIA INFRARROJA POR TRANSFORMADA DE FOURIER 30spa
dc.description.tableofcontents5.7 ANÁLISIS MORFOLÓGICO POR MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO (SEM) 32spa
dc.description.tableofcontents5.8 ANÁLISIS TERMOGRAVIMÉTRICO (TGA) 35spa
dc.description.tableofcontents5.9 CALORIMETRÍA DIFERENCIAL DE BARRIDO (DSC) 36spa
dc.description.tableofcontents5.10 ENSAYO DE EXTRACCIÓN DE FIBRA (PULL-OUT) 37spa
dc.description.tableofcontents5.10.1 Preparación probetas de Pull-Out con matriz termofija de resina de poliéster insaturada 38spa
dc.description.tableofcontents5.10.2 Preparación probetas de Pull-Out con matriz termoplástica de ácido poliláctico (PLA) 39spa
dc.description.tableofcontents5.10.3 Montaje de probetas de Pull-Out en láminas de cartón paja 40spa
dc.description.tableofcontents5.10.4 Ensayo de extracción de fibra Pull-Out 41spa
dc.description.tableofcontents6 RESULTADOS Y DISCUSIONES 42spa
dc.description.tableofcontents6.1 CARACTERIZACIÓN MECÁNICA DE LAS FIBRAS POR ENSAYO DE TENSIÓN 42spa
dc.description.tableofcontents6.1.1 Medición de diámetros de las fibras de plátano y de coco mediante microscopia óptica 43spa
dc.description.tableofcontents6.1.2 Propiedades mecánicas de las fibras de plátano y de coco en función del tratamiento 44spa
dc.description.tableofcontents6.2 ANÁLISIS POR ESPECTROSCOPIA INFRARROJA POR TRANSFORMADA DE FOURIER 47spa
dc.description.tableofcontents6.3 ANÁLISIS MORFOLÓGICO POR MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO 53spa
dc.description.tableofcontents6.4 ANÁLISIS TERMOGRAVIMÉTRICO (TGA) 59spa
dc.description.tableofcontents6.5 CALORIMETRÍA DIFERENCIAL DE BARRIDO (DSC) 67spa
dc.description.tableofcontents6.6 ENSAYO DE EXTRACCIÓN DE FIBRA (PULL-OUT) 68spa
dc.description.tableofcontents7 CONCLUSIONES 72spa
dc.description.tableofcontents8 RECOMENDACIONES 72spa
dc.description.tableofcontents9 BIBLIOGRAFÍA 72spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/7168
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad de Córdobaspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenieríaspa
dc.publisher.placeMontería, Córdoba, Colombiaspa
dc.publisher.programIngeniería Mecánicaspa
dc.rightsCopyright Universidad de Córdoba, 2022spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/spa
dc.subject.keywordsNatural fiberseng
dc.subject.keywordsCharacterizationeng
dc.subject.keywordsMercerizingeng
dc.subject.keywordsAdhesioneng
dc.subject.keywordsPull-Outeng
dc.subject.proposalFibras naturalesspa
dc.subject.proposalCaracterizaciónspa
dc.subject.proposalMercerizadospa
dc.subject.proposalAdhesiónspa
dc.subject.proposalPull-Outspa
dc.titleComportamiento de la adhesión de fibras de plátano y coco tratadas y no tratadas químicamente embebidas en matrices termoplásticas y termofijasspa
dc.typeTrabajo de grado - Pregradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fspa
dc.type.contentTextspa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisspa
dc.type.redcolhttps://purl.org/redcol/resource_type/TPspa
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/submittedVersionspa
dcterms.references• Adeniyi, A. G., Onifade, D. V., Ighalo, J. O., & Adeoye, A. S. (2019). A review of coir fiber reinforced polymer composites. Composites Part B: Engineering, 176, 107305.spa
dcterms.references• Arun, R., Shruthy, R., Preetha, R., & Sreejit, V. (2022). Biodegradable nano composite reinforced with cellulose nano fiber from coconut industry waste for replacing synthetic plastic food packaging. Chemosphere, 291, 132786spa
dcterms.references• Balaji, A., Udhayasankar, R., Karthikeyan, B., Swaminathan, J., & Purushothaman, R. (2020). Mechanical and thermal characterization of bagasse fiber/coconut shell particle hybrid biocomposites reinforced with cardanol resin. Results in Chemistry, 2, 100056.spa
dcterms.references• Ballesteros, M. N. S. (2005). Tecnología de proceso y transformación de materiales (Vol. 82). Universitat Politecnica de Catalunya. Iniciativa Digital Politecnica.spa
dcterms.references• Bartos, A., Nagy, K., Anggono, J., Purwaningsih, H., Móczó, J., & Pukánszky, B. (2021). Biobased PLA/sugarcane bagasse fiber composites: Effect of fiber characteristics and interfacial adhesion on properties. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 143, 106273.spa
dcterms.references• Bertoti, A. R., Luporini, S., & Esperidião, M. C. A. (2009). Effects of acetylation in vapor phase and mercerization on the properties of sugarcane fibers. Carbohydrate Polymers, 77(1), 20-24.spa
dcterms.references• Bilba, K., Arsene, M. A., & Ouensanga, A. (2007). Study of banana and coconut fibers: Botanical composition, thermal degradation and textural observations. Bioresource technology, 98(1), 58-68.spa
dcterms.references• Bolio-López, G. I., Valadez-González, A., Veleva, L., & Andreeva, A. (2011). Whiskers de celulosa a partir de residuos agroindustriales de banano: Obtención y caracterización. Revista mexicana de ingeniería química, 10(2), 291-299.spa
dcterms.references• Buelvas, Y. & Díaz, L. (2022). Caracterización de fibras del mesocarpio del coco como potencial refuerzo para la elaboración de materiales compuestos [Trabajo de grado no publicado]. Universidad de Córdoba.spa
dcterms.references• Cardoso, C. K. M., Mattedi, S., Lobato, A. K. D. C. L., & Moreira, Í. T. A. (2021). Remediation of petroleum contaminated saline water using value-added adsorbents derived from waste coconut fibres. Chemosphere, 279, 130562.spa
dcterms.references• Cases, M. V., & Hens, A. G. (1994). Técnicas analíticas de separación. Reverté.spa
dcterms.references• Cerón Meneses, Yina Paola; Castillo Ordoñez, Kevin Hernán (2019). Elaboración de un material compuesto a partir de residuos lignocelulósicos por colonización fúngica de Pleurotus ostreatusspa
dcterms.references• Dassanayake, R. S., Acharya, S., & Abidi, N. (2018). Biopolymer-based materials from polysaccharides: Properties, processing, characterization and sorption applications. Advanced sorption process applications.spa
dcterms.references• De Ferraris, M. E. G., & Muñoz, A. C. (2009). Histologa, embriologa e ingeniera tisular bucodental/Histology, embryology and oral tissue engineering. Ed. Médica Panamericana.spa
dcterms.references• Dell'Erba, R., Martuscelli, E., Musto, P., Ragosta, G., & Leonardi, M. (1997). Unsaturated polyester resins: a study on mechanism and kinetics of the curing process by FTiR spectroscopy. Polymer Networks & Blends.spa
dcterms.references• El Universal (20 de septiembre de 2020). Colombia, a las ‘grandes ligas’ del mercado del coco. El Universal. https://www.eluniversal.com.co/economica/coco-colombiano-busca-mercados-en-el-exterior-BE3512751spa
dcterms.references• Ezeamaku, U. L., Onukwuli, O. D., Ezeh, M. E., Eze, I. O., Odimegwu, N. E., & Agu, C. P. (2022). Experimental investigation on influence of selected chemical treatment on banana fibre. Industrial Crops and Products, 185, 115135.spa
dcterms.references• Fernández, J. D. S. (2007). Estabilidad coloidal de nanoestructuras liposómicas. Univ Santiago de Compostela.spa
dcterms.references• Freitas, B. R., Braga, J. O., Orlandi, M. P., da Silva, B. P., Aoki, I. V., Lins, V. F. C., & Cotting, F. (2022). Characterization of coir fiber powder (cocos nucifera L.) as an environmentally friendly inhibitor pigment for organic coatings. Journal of Materials Research and Technology, 19, 1332-1342.spa
dcterms.references• Fuertes, M. D. L. Á. G. (2004). Biologia i. Pearson Educación.spa
dcterms.references• Gamea, E. G., Anwar, A., Ezzat, A. A., & El-Rafey, M. E. (2022). Utilization of electric arc furnace dust as a filler for unsaturated polyester resin. Process Safety and Environmental Protection, 159, 1194-1202.spa
dcterms.references• Gupta, U. S., Dhamarikar, M., Dharkar, A., Chaturvedi, S., Tiwari, S., & Namdeo, R. (2021). Surface modification of banana fiber: a review. Materials Today: Proceedings, 43, 904-915.spa
dcterms.references• Hu, S. L., Li, Y. M., Hu, W. J., Hobson, J., & Wang, D. Y. (2022). Strategic design unsaturated polyester resins composites with excellent flame retardancy and high tensile strength. Polymer Degradation and Stability, 206, 110190.spa
dcterms.references• Huang, S., Fu, Q., Yan, L., & Kasal, B. (2021). Characterization of interfacial properties between fibre and polymer matrix in composite materials–A critical review. Journal of Materials Research and Technology, 13, 1441-1484.spa
dcterms.references• Instituto Colombiano Agropecuario. (2020). Los cultivos de plátano de Córdoba, una prioridad para el ICA. https://www.ica.gov.co/noticias/ica-cultivos-platano-cordoba-prioridad#:~:text=El%20pl%C3%A1tano%20en%20C%C3%B3rdoba%20es,con%20la%20variedad%20Hart%C3%B3n%20principalmente.spa
dcterms.references• Jagadeesh, D., Venkatachalam, R., & Nallakumarasamy, G. (2015). Characterisation of banana fiber-a review. Journal of Environmental Nanotechnology, 4(2), 23-26.spa
dcterms.references• Kokate, S., Parasuraman, K., & Prakash, H. (2022). Adsorptive removal of lead ion from water using banana stem scutcher generated in fiber extraction process. Results in Engineering, 100439spa
dcterms.references• Komal, U. K., Lila, M. K., & Singh, I. (2020). PLA/banana fiber based sustainable biocomposites: a manufacturing perspective. Composites Part B: Engineering, 180, 107535.spa
dcterms.references• Komal, U. K., Verma, V., Aswani, T., Verma, N., & Singh, I. (2018). Effect of chemical treatment on mechanical behavior of banana fiber reinforced polymer composites. Materials Today: Proceedings, 5(9), 16983-16989.spa
dcterms.references• Kumar, S. S., & Raja, V. M. (2021). Processing and determination of mechanical properties of Prosopis juliflora bark, banana and coconut fiber reinforced hybrid bio composites for an engineering field. Composites Science and Technology, 208, 108695spa
dcterms.references• Manimaran, P., Pillai, G. P., Vignesh, V., & Prithiviraj, M. (2020). Characterization of natural cellulosic fibers from Nendran Banana Peduncle plants. International Journal of Biological Macromolecules, 162, 1807-1815.spa
dcterms.references• Matteini, M., & Moles, A. (2001). Ciencia y restauración. Método de investigación.spa
dcterms.references• Mejía Osorio, J. C., Rodríguez Baracaldo, R., & Olaya Florez, J. J. (2012). The influence of alkali treatment on banana fibre's mechanical properties. Ingeniería e investigación, 32(1), 83-87.spa
dcterms.references• Moji, R. G., Motloung, S. V., Motaung, T. E., & Koao, L. F. (2022). Characterization of the incorporated SiO2 co-doped with Sr2+ and Tb3+ phosphors into PLA polymer matrix. Journal of Molecular Structure, 1263, 133176.spa
dcterms.references• Montoya, J. & Negrete, J. (2022). Caracterización de la fibra del plátano como potencial refuerzo para la elaboración de materiales compuestos [Trabajo de grado no publicado]. Universidad de Córdoba.spa
dcterms.references• Morales, S. Y., López, F. E., & Torres, Á. Y. (2015). Caracterización fisicoquímica de subproductos poliméricos termoestables, guiados a su reutilización en la producción de espumas a nivel industrial. Informador Técnico, 79(2), 88.spa
dcterms.references• Narayana, V. L., & Rao, L. B. (2021). A brief review on the effect of alkali treatment on mechanical properties of various natural fiber reinforced polymer composites. Materials Today: Proceedings, 44, 1988-1994.spa
dcterms.references• Navarrete Magaña, A. M (2016). Producción de biogás a partir del bagazo de agave pulquero utilizando la radiación solar y catalizadores sólidos (Master's thesis, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla).spa
dcterms.references• Nayab-Ul-Hossain, A. K. M., Sela, S. K., Hasib, M. A., Alam, M. M., & Shetu, H. R. (2022). Preparation of graphene based natural fiber (Jute)-synthetic fiber (Glass) composite and evaluation of its multifunctional properties. Composites Part C: Open Access, 9, 100308.spa
dcterms.references• P. C. Mendivelso, “Evaluación del uso de fibras cortas como refuerzo a una matriz de poliol y residuo de neumático pulverizado,” Universidad de la Salle, 2016.spa
dcterms.references• Palleros, D. R. “Infrared Spectroscopy” in Experimental Organic Chemistry. Wiley: New York, 2000. p. 688.spa
dcterms.references• Paricaguán, B., Albano, C., Palacios, J., Torres, R., Camacho, N., Infante, J., & Alvarado, M. (2013). Degradación térmica de fibras de coco con tratamiento químico provenientes de mezclas de concreto (estudio cinético). Revista INGENIERÍA UC, 20(2), 60-67.spa
dcterms.references• Pérez Niebla, A. T., & Sánchez Chunga, D. J. (2020). Análisis de la obtención de fibras de celulosa a partir de raquis de banano mediante extracción tradicional y extracción acelerada (Bachelor's thesis, Machala: Universidad Técnica de Machala).spa
dcterms.references• Pongsuwan, Chonlada & Boonsuk, Phetdaphat & Sermwittayawong, Decha & Aiemcharoen, Piyapat & Mayakun, Jaruwan & Kaewtatip, Kaewta. (2022). Banana inflorescence waste fiber: An effective filler for starch-based bioplastics. Industrial Crops and Products. 180. 114731. 10.1016/j.indcrop.2022.114731.spa
dcterms.references• Poole, C. P., & Owens, F. J. (2007). Introducción a la nanotecnología. Reverté.spa
dcterms.references• Prabhakar, C. G., Babu, K. A., Kataraki, P. S., & Reddy, S. (2022). A review on natural fibers and mechanical properties of banyan and banana fibers composites. Materials Today: Proceedings, 54, 348-358.spa
dcterms.references• Rajeshkumar, G., Seshadri, S. A., Devnani, G. L., Sanjay, M. R., Siengchin, S., Maran, J. P., ... & Anuf, A. R. (2021). Environment friendly, renewable and sustainable poly lactic acid (PLA) based natural fiber reinforced composites–A comprehensive review. Journal of Cleaner Production, 310, 127483.spa
dcterms.references• Rodríguez Sepúlveda, L. J. (2014). Elaboración de un material biocompuesto a partir de la fibra de plátano. Departamento de Ingeniería Industrial.spa
dcterms.references• Rodríguez, L., Fangueiro, R., & Orrego, C. (2015). Efecto de tratamientos químicos y de plasma DBD en las propiedades de fibras del seudotallo de plátano. Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales, 35(2), 295-304.spa
dcterms.references• Sanjay, M. R., Siengchin, S., Parameswaranpillai, J., Jawaid, M., Pruncu, C. I., & Khan, A. (2019). A comprehensive review of techniques for natural fibers as reinforcement in composites: Preparation, processing and characterization. Carbohydrate polymers, 207, 108-121.spa
dcterms.references• Singh, M. K., Tewari, R., Zafar, S., MR, S., & Siengchin, S. A Comprehensive Review of Various Factors for Application Feasibility of Natural Fiber-Reinforced Polymer Composites. Available at SSRN 4226491.spa
dcterms.references• Sun, Y., Zhang, F., Li, J., Su, H., Zhu, Z., Yan, B., ... & Chen, G. Pyrolysis of 3d Printed Polylactic Acid Waste: A Kinetic Study Via Tg-Ftir/Gc-Ms Analysis. Gc-Ms Analysis.spa
dcterms.references• Vargas, J. (2020). Análisis interfacial de un material compuesto fabricado en matriz polimérica reforzado con fibras de fique para potenciar sus propiedades mecánicas. [Tesis de Maestría]. Universidad Nacional de Colombiaspa
dcterms.references• Wu, X., Bourbigot, S., Li, K., & Zou, Y. (2022). Co-pyrolysis characteristics and flammability of polylactic acid and acrylonitrile-butadiene-styrene plastic blend using TG, temperature-dependent FTIR, Py-GC/MS and cone calorimeter analyses. Fire Safety Journal, 128, 103543.spa
dcterms.references• Zhamu, A., Zhong, W. H., & Stone, J. J. (2006). Experimental study on adhesion property of UHMWPE fiber/nano-epoxy by fiber bundle pull-out tests. Composites science and technology, 66(15), 2736-2742.spa
dspace.entity.typePublication
oaire.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
oaire.versionhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaspa
Archivos
Bloque original
Mostrando 1 - 2 de 2
Miniatura
Nombre:
COMPORTAMIENTO DE LA ADHESIÓN DE FIBRAS DE PLÁTANO Y COCO TRATADAS Y NO TRATADAS QUÍMICAMENTE EMBEBIDAS EN MATRICES TERMOPLÁSTICAS Y TERMOFIJAS.pdf
Tamaño:
2.91 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Descargar
No hay miniatura disponible
Nombre:
AUTORIZACION DOCUMENTO-ISMAEL BARRERA Firmado.pdf
Tamaño:
239.23 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Descargar
Bloque de licencias
Mostrando 1 - 1 de 1
No hay miniatura disponible
Nombre:
license.txt
Tamaño:
14.48 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descripción:
Descargar
Colecciones
F.D.A. Trabajos de Investigación y/o Extensión