Electrodes

La fibra de cabuya se procesó con la finalidad de obtener una mejor adherencia entre esta y la matriz de resina poliéster, para ello se realizó el proceso de mercerizado de la siguiente manera.

Lavado

Dentro de un recipiente metálico se colocó la fibra de yute, luego se adiciono agua potable para ser luego calentado con una cocina eléctrica, la fibra fue calentada a una temperatura de 80°C por un tiempo de 30 minutos. Esto con la finalidad de eliminar polvo o solidos contaminantes en la fibra.

Figura N° 24. Pesaje, llenado y sumergimiento de la fibra dentro de la olla con

Limpieza

La limpieza se realizó con agua/alcohol en una proporción de 50/50, es decir 2 litros de agua destilada y así mismo 2 litros de alcohol, esta solución se calentó a una temperatura de 50°C por un tiempo de 30 minutos, con esto se eliminaran ceras, grasas presentes en la superficie de la fibra.

Figura N° 25. Proceso de limpieza con alcohol a 50°C

Mercerizado

Primero se preparó una solución alcalina, es decir agua destilada e hidróxido de sodio (NaOH) con una concentración de 5% de este último. Luego de esto se introdujo dicha solución en un cooler en el cual está lleno de hielo, esto con la finalidad de enfriar la solución que es espontáneamente exotérmica.

Figura N° 26. Pesaje del NaOH (5% de 3 litros), disolución y enfriamiento de

la solución alcalina.

Al cabo de 45 min aproximadamente que llevo en enfriar la solución de NaOH al 5% hasta una temperatura de 5°C, se introduce la fibra previamente lavada y limpia. Dentro de la solución de NaOH se mantiene la fibra por un tiempo de 30 minutos, luego de este lapso de tiempo se retira la fibra y se sumerge en una solución acida, agua destilada y ácido acético al 5% con respecto al agua, la finalidad de esto es de neutralizar el pH de la fibra, para comprobar esto se utilizaron papeles indicadores de pH.

Figura N° 27. Inmersión de la fibra natural en la solución alcalina, (1 y 2) larga

Secado

El secado de la fibra mercerizada se realiza en una estufa eléctrica, con una temperatura de 60°C por un tiempo de 12 horas, luego de ello se retira la fibra seca y se llena en bolsas plásticas herméticas, para evitar que estas se humedezcan.

Figura N° 28. Secado de la fibra de yute mercerizada.

D) Dosificación y preparación de resina poliéster

Control de tiempo de gelado

Antes de realizar el proceso de moldeo por compresión, se realizó un control de las 3 recetas como variantes de la preparación de la resina poliéster y evaluar los tiempos de gelación, el cual es considerado importante en el proceso de moldeo por compresión. La preparación se realizó en base a 20 gramos de resina y 25% en peso de mono estireno.

Tabla N° 6. Dosificación para la preparación de la resina poliéster.

Recetas Octoato de cobalto (gotas)

Peróxido (gotas) 2 3 4

4 X X X

De estas tres recetas se utilizó la segunda (O3 – P4) la cual posee una resistencia al impacto de 13.21 KJ/mm2 y un tiempo de gelado de 16 minutos, tiempo prudencial para realizar el proceso de moldeo por compresión, no se eligió la

receta de un tiempo de 35 minutos por lo que es muy largo e innecesario para el proceso de moldeo. 12.8 13.21 8.35 35 16 10 12.8 13.21 8.35 35 16 10 O2 - P4 O3 - P4 O4 - P4 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Recetas Resistencia al Impacto Tiempo de Gelado 0 5 10 15 20 25 30 35 40

Figura N° 29. Valores de resistencia al impacto y tiempos e gelación de las

recetas de la preparación de resina poliéster.

E) Moldeo por compresión

Acondicionamiento de la fibra Fibra de vidrio

Se corta y se mide las láminas de fibra si entran en el molde metálico, el cual se utilizó para el moldeo por compresión.

Fibra natural

La fibra de yute una vez tratada y sin tratar, se midió y se cortaron las fibras a una longitud de 290 mm, previamente realizado un peinado a la fibra, con la finalidad de separarlas y alinearlas.

Figura N° 31. Corte y peinado de la fibra natural.

Acondicionamiento de molde metálico y preparación de resina

Antes de realizar el moldeo, se limpió y encero el molde metálico, con finalidad de eliminar contaminantes y lubricar la superficie interna del molde respectivamente, como se muestra en la siguiente figura. La preparación de la resina se realizó con la receta seleccionada (O3 – P4) y el procedimiento de preparación es el mismo, y la cantidad de resina usada es de 300 gramos por placa moldeada.

Moldeo por compresión (2500 PSI)

Se vierte una capa de resina, luego de fibra de yute, luego fibra de vidrio y último fibra de yute. Las cantidades o proporciones de fibra de yute con respecto a la fibra de vidrio se muestran en el siguiente cuadro.

Tabla N° 7. Proporciones de fibra de yute con respecto a la fibra de vidrio.

Compuesto Fibra de cabuya

Fibra de vidrio 1 2 3 4

1 X X X X

Figura N° 33. Proceso de moldeo por compresión de fibra natural larga

F) Desmolde e inspección visual

Después de realizar el moldeo, se procede a desmoldar y así mismo realizar una evaluación visual de la placa de compuesto reforzado con fibra de yute fibra de vidrio bidireccional.

Figura N° 34. Proceso de desmoldé y evaluación visual.

G) Conformado de probetas

G.1. Probetas de tracción.

De las placas antes moldeadas por compresión, se marcaron y se acondicionaron para que sea más fácil el corte en la maquina CNC mini fresadora, las probetas fueron diseñadas en el al software de SolidWork´s, cortadas en la maquina CNC controlada con el software ArtCam. Las probetas se diseñaron y se cortaron según Norma ASTM D-638-01.