Evaluación mecánica de biolaminados compuestos reforzados con nanopartículas

Previendo la necesidad de desarrollar materiales compuestos a base de materia orgánica como alternativa a los materiales compuestos que contienen constituyentes de muy baja reciclabilidad, alto consumo energético en su producción y efectos negativos en la salud y el medio ambiente (tales como lo son la fibra de vidrio y las resinas epóxicas), se realizó una investigación de las posibles aportaciones de constituyentes de origen natural como las fibras procedentes de fuentes renovables –fibra de basalto y fibra de kenaf– y, una resina de aceite vegetal epoxidado (EVO) para obtener un material compuesto laminado. Uno de los temas más importantes y de mayor interés han sido las propiedades mecánicas de este tipo de materiales debido a que, por causa de su origen natural, las irregularidades e inestabilidad química, además de sus características ante esfuerzos mecánicos no han podido empatarse con aquellos constituyentes de origen sintético. Por esta razón, en este trabajo se adicionaron nanopartículas con distinta naturaleza química que fueron seleccionadas en función de la tendencia del interés científico tales como el óxido de grafeno (GrO), el óxido de zinc (ZnO), el óxido de cobre (CuO) y el metacaolín (MK) como refuerzo multifuncional a la resina epóxica biobasada; todo esto se realizó con el fin de conocer el efecto sobre las propiedades térmicas y mecánicas del compuesto biobasado a través de ensayos mecánicos a tensión y flexión, además de análisis dinámico – mecánico (DMA) para conocer estas propiedades. Además se buscó conocer la interacción fisicoquímica de los constituyentes a través de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y tomografía computarizada de rayos X (XR-CT). Además, las nanopartículas empleadas fueron sintetizadas como parte del desarrollo del trabajo y fueron caracterizadas mediante difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (SEM) y FTIR. Como parte de los resultados, se obtuvo que las propiedades mecánicas a tensión de los biolaminados compuestos incrementaron en 22.80 % en el esfuerzo último con un nano-refuerzo de GrO en el caso del basalto, mientras que en el caso de kenaf incrementó un 206.20 %. Por otro lado, el MK presentó las mejores propiedades térmicas junto con el ZnO. De manera general, este trabajo buscó aportar una porción en la investigación en el área de materiales compuestos laminados bio-basados en México como un potencial candidato para su utilización en aplicaciones...