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Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsables

La creciente necesidad de reducir el grado de contaminación de las sociedades más desarrolladas, ha puesto a las materias primas renovables y biodegradables en el punto de mira, tanto de la ciencia como de la industria. El refuerzo de no-tejido de lino junto a una matriz cerámica, se convierte en una solución viable para la creación de un material compuesto destinado al sector de la construcción. Este estudio propone algunas técnicas, focalizadas en el tratamiento del refuerzo textil, con el objetivo de subsanar algunos de los inconvenientes de este nuevo material. A su vez, se persigue maximizar sus ventajas, como, por ejemplo, la alta resistencia de este material compuesto en condiciones extremas o bien, la ligereza del mismo. Estos avances han sido posibles gracias al refuerzo de no-tejido

Starch-based foamed blocks reinforced with natural fillers and with a high potential for being applied as bioderived and biodegradable shaped protective packaging were produced in this work. The use of natural fillers as reinforcement in biopolymers represents a successful strategy widely employed mainly due to their chemical compatibility. Nevertheless, their effect in the mechanical properties of foamed biopolymers such as starch is still uncertain because they not only affect the properties of the solid polymer matrix within the cell walls and struts but also the main mechanisms comprising a foaming process such as nucleation, expansion and stabilization of the cellular structure. Moreover, the homogeneities of the cellular structures obtained are usually poor which complicates even more the analyses. This work aims at providing more insight in the relation cellular structure-mechanical properties in starch-based polymer foams reinforced with natural fillers by characterizing their cellular structure in detail and relating them with their mechanical properties measured in compression. In addition, these starch-based foams were produced by a foaming process consisting on the interaction of microwaves with the polymer matrix, which is especially interesting when water acts as the blowing agent as in this work. The loose of water during the foaming process make the properties of the polymer within the cells walls and struts evolve, which leads to obtain brittle foams from highly flexible solid precursors

En este artículo se presenta una breve revisión de las fibras y estructuras textiles más utilizadas para el refuerzo de materiales compuestos así como las últimas innovaciones en este sentido presentadas el JEC Composites Show celebrado en París el pasado abril de 2010.

This report details ways to improve the mechanical properties of cement mixtures reinforced by nonwoven recycled fabrics. With improved mechanical properties nonwoven recycled fabrics will become viable in more applications. A study of penetration has been conducted by testing 5 different cement mixes and their penetrability with a vacuum pump on non-woven fabrics. A short study has been concluded about the best way to wet and penetrate the fabrics. To evaluate the levels of penetration the samples are put under a SEM microscope. Another way of improvement discussed in this study is a study on the effect of long fibers with short fibers in the mechanical performance of non-woven fabrics. In order to study their effects flax fibers (long fibers) are mixed with recycled fibers (short fibers) with different percentages from (100%,40%,30%,20%,10%,0%). The webs of the fabrics were prepared with an air lay machine and consolidated with needle punching to form the nonwoven fabrics. The mechanical performance of the nonwoven fabrics is tested using a tensile strength machine. It was found that the difference in penetrability between the mixes with superplasticizer and a dry powder (Fly ash, Limestone powder, Ground granulated blast furnace slag) were negligible when looked at the expected deviation in results. It was also found that improving the mechanical properties of a short fiber non-woven fabric is possible by adding long fibers to the fabric. Este informe detalla las formas de mejorar las propiedades mecánicas de las mezclas de cemento reforzadas con telas recicladas no tejidas. Con la mejora de las propiedades mecánicas, las telas no tejidas recicladas serán viables en más aplicaciones. Se ha realizado un estudio de penetración probando 5 mezclas de cemento diferentes y su penetrabilidad con una bomba de vacío en telas no tejidas. Se ha concluido un breve estudio sobre la mejor forma de humedecer y penetrar los tejidos. Para evaluar los niveles de penetración, las muestras se colocan bajo un microscopio SEM. Otra forma de mejora discutida en este estudio es un estudio sobre el efecto de las fibras largas con fibras cortas en el rendimiento mecánico de las telas no tejidas. Para estudiar sus efectos, se mezclan fibras de lino (fibras largas) con fibras recicladas (fibras cortas) en diferentes porcentajes (100%, 40%, 30%, 20%, 10%, 0%). Las bandas de los tejidos se prepararon con una máquina de tendido por aire y se consolidaron con punzonado de aguja para formar los tejidos no tejidos. El rendimiento mecánico de las telas no tejidas se probó utilizando una máquina de resistencia a la tracción. Se comprobó que la diferencia de penetrabilidad entre las mezclas con superplastificante y un polvo seco (cenizas volantes, polvo de piedra caliza, escoria de alto horno granulada molida) era insignificante si se observaba la desviación esperada en los resultados. También se descubrió que es posible mejorar las propiedades mecánicas de una tela no tejida de fibra corta añadiendo fibras largas a la tela. Incoming

En el presente estudio se evalúa un método para la revalorización de residuos textiles posconsumo para obtener estructuras de refuerzo de materiales compuestos con el objetivo de aplicarlos en la fabricación de tablas de surf. Para ello se empieza realizando un estado del arte sobre la problemática actual de los residuos textiles y su reciclaje; las tecnologías de reciclado textil; los materiales compuestos, más concretamente aquellos reforzados con fibras; y la anatomía, materiales y fabricación de tablas de surf. En una segunda parte se realiza el procedimiento experimental donde estos residuos se transforman mediante tecnologías textiles en estructuras de refuerzo en forma de telas no tejidas y/o hilos. Se caracterizan estos refuerzos para seleccionar el más adecuado. Con éste, se preparan materiales compuestos con una matriz de resina epoxi procedente de recursos renovables disponible comercialmente. Posteriormente se caracterizan las probetas de material compuesto para determinar si resultan materiales aptos para la aplicación de estudio. Finalmente, analizando los resultados de los ensayos mecánicos realizados, se concluye que tanto el refuerzo desarrollado como el material compuesto final son aptos para el objetivo del estudio

Aquest estudi té la intenció de reciclar i reutilitzar els residus procedents de la indústria tèxtil que no es poden aprofitar. Una de les raons és perquè aquests residus no són aptes per obtenir-ne una nova peça de roba. Però demostrarem que sí que es poden obtenir altres productes tèxtils com ara teles no teixides per a reforç de materials compostos. En aquest document s’explica amb més detall la situació actual dels residus tèxtils i el que això implica. Es descriurà el procés experimental i els mètodes d’assaig utilitzats per a la fabricació d’una tela no teixida amb fibres de llana reciclada, i la seva aplicació com a reforç per a un material compost. S’analitzaran els resultats obtinguts dels assajos mecànics de cada producte (tela no teixida i compost). I també s’explicarà la metodologia desenvolupada per a la fabricació del compost de guix amb un reforç de tela no teixida. La conclusió finals del projecte és: el fet d’utilitzar una tela no teixida amb fibres de llana com a reforç per a guix és una bona alternativa per reutilitzar i valoritzar les fibres de llana. D’aquesta manera s’acaba obtenint un material amb molt bones propietats mecàniques. Per a futures investigacions, si es pogués estudiar amb més profunditat la metodologia i l’estructura del material compost, es podria aconseguir un material similar o millor al Pladur®

L’objectiu d’aquest article és investigar el millor disseny de motlle per produir plaques corbades de compòsit de ciment reforçat amb aramida. Després d’estudiar el comportament i els límits del material, s’estudien i es comparen conceptes de motlle preexistents. El comportament del material estudiat va revelar que no era necessari aplicar una compressió addicional a la proveta un cop situada sobre el motlle corbat. També es va fer evident que durant la primera etapa de curat, el compost es pot quedar fora de la cambra de curat, al motlle. Després de 24 hores, el compòsit es pot alliberar del motlle per posar-lo a la cambra d’humitat. Arran d’aquestes observacions, es consideren dos dissenys diferents: un motlle estàtic per a una forma corba específica i un motlle variable on es poden configurar múltiples formes corbes. El motlle estàtic és més rendible per produir, tot i que, per supòsits de recerca, un motlle variable resulta de major interès. El objetivo de este trabajo es investigar el mejor diseño de molde para producir placas curvas compuestas de cemento reforzadas con aramida. Después de estudiar el comportamiento y los límites del material, se estudian y comparan conceptos de molde preexistentes. El comportamiento del material en estudio reveló que no era necesario aplicar compresión adicional a la muestra una vez en el molde curvo. También se hizo evidente que, durante la primera etapa de curado, el material compuesto puede permanecer fuera de la cámara de humedad, en el molde. Después de 24 horas, el compuesto se puede liberar del molde y colocar en la cámara climática. A raíz de estas observaciones, se consideran dos diseños diferentes: un molde estático para una forma curva específica y un molde variable donde se pueden configurar múltiples formas curvas. El molde estático es más rentable de producir, aunque para fines de investigación un molde variable resulta más interesante. The aim of this paper is to research the best mould design to produce curved aramid reinforced cement composite plates. After studying the behaviour and the limits of the material, pre-existing mould concepts are studied and compared. The behaviour of the material under study revealed that it was not needed to apply extra compression to the specimen once in the curved mould. It also became apparent that during the first curing stage, the composite can remain outside of the curing chamber in the mould. After 24 hours the composite can be released from the mould and placed into the moisture chamber. Guided by these findings, two different designs are considered: a static mould for one specific curved shape, and a variable mould where multiple curved shapes can be configured. The static mould is more cost-effective to produce although for research purposes a variable mould is more interesting. Incoming

En els últims anys un percentatge elevat de fibres d’origen natural han estat substituïdes per fibres d’origen artificial. La utilització creixent d’aquestes fibres té unes conseqüències fatídiques pel planeta ja que aquestes fibres no són biodegradables i es presenten com una amenaça pels ecosistemes. És pot distingir d’entre més de 15 fibres naturals d’origen vegetal arreu del món. Moltes d’aquestes fibres representen un subproducte de la planta de la qual s’extreu. El fet d’utilitzar aquestes fibres representa un major grau d’aprofitament del cultiu i per tant, un benefici econòmic sense incrementar la producció de matèria prima. En aquest projecte s’estudiarà el procés d’extració de la fibra de la pellofa de blat de moro ja que representa un subproducte de la producció del blat de moro. S’analitzaran també les diferents propietats morfològiques i mecàniques i les possibles aplicacions al món de la indústria tèxtil

The main goal of this thesis is the production and characterization of composites materials from a bio-based polyamide and natural fibres which could be more sustainable alternative to glass fibre reinforced polypropylene. The produced composites materials were mechanically characterized and their properties modelled. The thermal,thermomechanical properties and the structure of the composites were analyzed due to the low degradation temperature of the natural fibres similar to the processing temperatures of the composites materials. Moreover, the fibres could have an influence on the structure and the main temperatures of the polymer matrix. Additionally, water uptake test were performwed for all the produced materials. Finally, a piece/product was modelled in order to analyze the technical viability and the sustainability of the produced composite materials L’objectiu principal d’aquesta tesi és l’obtenció i caracterització de materials compostos d’una poliamida d’origen renovable i fibres naturals que puguin ser una alternativa molt més sostenible al polipropilè amb fibra de vidre. Els materials compostos produïts es van caracteritzar mecànicament i les propietats obtingudes van ser modelades. També es van estudiar les propietats tèrmiques, termomecàniques i estructurals dels compostos produïts ja que la temperatura de degradació de les fibres naturals és similar a la temperatura de processat dels materials compostos i la presencia de les fibres podien produir un efecte sobre l'estructura i temperatures caracaterístiques de la matriu. A més a més, es va analitzar el comportament d’absorció d’aigua per part dels materials compostos. Finalment, es va modelitzar una peça/producte per tal d'analitzar la viabilitat técnica i la sostenibilitat dels materials compostos obtinguts

La búsqueda y aplicación de fibras naturales en materiales compuestos es uno de los campos de investigación en crecimiento en los últimos tiempos debido a sus buenas propiedades específicas, su bajo coste y sus ventajas para el medio ambiente respecto a las fibras sintéticas. En el presente documento se realiza un estudio de los materiales compuestos ecológicos, del tratamiento del lino para aplicarlo a materiales compuestos y de los tratamientos superficiales de plasma. También se han analizado los efectos de tratamientos de plasma para modificar la superficie de los no tejidos de lino que serán aplicados en materiales compuestos. Estos tratamientos han sido diversos ciclos de mojado/secado y tratamientos superficiales con plasma corona utilizando aire como gas, variando el tiempo de exposición por cara. Los resultados muestran como el no tejido inicialmente hidrófobo adquiere un comportamiento totalmente hidrófilo tras los tratamientos con plasma durante cinco minutos por cara. Además los ciclos mojado/secado han mostrado disminuir la absorción de humedad.

At the beginning 11 fibers were prepared by wet and dry cycles (hornification) but only 3 different natural fibers were characterized in order to be put in cement matrix. Biocomposites are finding applications in many fields such as aeronautical industry, automotive industry, or construction industry so we have prepared and characterized such composite. WRV, drying kinetic, fibers diameter, Young's modulus, thermal decomposition, pull-out test were investigated by weight and drying kinetic study, microscopical and SEM study, tensile test study, TGA study, VFRC study respectively. After hornification, WRV test shows a decrease in the water absorption of the water due to a decrease in the average diameter of the fiber (saw by microscopical and SEM study). More of that, tensile test shows an increase in the Young's modulus but a decrease in the maximal strength and in the maximal force. TGA analysis shows an increase of thermal stability of these natural fibers with drying and rewetting cycles. All this test were made to know if fibers can have a benefit impact in a cement matrix. To finish, pull-out shows that the treated fibers need more force to go out of the cement. So to increase the fiber-matrix adhesion, the fibers must be treated by wet and dry cycles before.