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Estudio de las propiedades mecánicas de un material compuesto híbrido desarrollado con fibras convencionales reforzado mediante fibras electrohiladas

Abstract:

La presente investigación consiste en el estudio de las propiedades mecánicas de materiales compuestos híbridos desarrollados con fibras convencionales, en este caso fibras de vidrio de 4 diferentes tipos, las mismas que han sido reforzadas mediante fibras electrohiladas de Poliacrilonitrilo (PAN) y con dispersión de nanotubos de carbono. Se buscó un Diseño de Experimentos (DOE) adecuado que ayude a encontrar la combinación de parámetros óptimos para obtener las fibras con mayor esfuerzo máximo a la tensión, es por eso que se aplicó el método Taguchi y de esta manera se empezó con la fabricación de fibras mediante la técnica de electrospinning variando los diferentes parámetros como son: distancia, caudal y porcentaje de PAN, una vez encontrada la de mayor valor, se procede a dispersar nanotubos en diferentes porcentajes, obteniendo una mejora de alrededor de 30% en ensayos de tensión; una vez obtenida esta mezcla, se aplicó el reforzamiento a las fibras convencionales para ser preparadas como material compuesto híbrido, y mediante un análisis comparativo entre el mismo material fabricado de la misma manera y reforzado con PAN y nanotubos, realizar ensayos según la Norma ASTM D3039, obteniendo una curva esfuerzo deformación de la misma, concluyendo que mejora hasta un 16,17% en el valor del esfuerzo último a la tensión, de similar manera al realizar una visualización del material con refuerzo y sin refuerzo la diferencia en lo referente al acabado superficial se alcanza un N2, concluyendo así que sería ideal para el reforzamiento de materiales compuestos como matriz polimérica.