Mechanical properties of recycled PP/sugarcane bagasse fiber composites

Abstract

[ES] En las últimas décadas, el consumo de polímeros empleados en el día a día ha ido aumentando considerablemente y con ello también la necesidad tanto de obtener la materia prima necesaria, así como gestionar adecuadamente los residuos generados. Es por ello que el interés en encontrar métodos que disminuyan la cantidad de materia prima necesaria, así como de poder alargar la vida útil de los polímeros se ha incrementado de manera notable. Debido a esto, la investigación y el estudio de composites formados por una matriz polimérica y refuerzos de fibras naturales lleva generando un gran interés desde años atrás, así como los procesos de deformación micromecánica que puedan producirse durante su empleo; sin olvidar el cómo afecta el reciclaje de estos composites a sus propiedades mecánicas. Este trabajo presenta el estudio de composites formados por polipropileno H649 (PP) y fibra de bagazo de caña de azúcar (SF). Se realizan diferentes muestras de composite variando tanto la cantidad de SF como la inclusión de un agente enlazante. Se realizará en primer lugar la extrusión de la materia prima para la formación del composite, así como una segunda extrusión para obtener las probetas para los ensayos, de las cuales se utilizarán entre 18 y 20 y el resto se triturarán para reciclar el composite. Se realizan los ensayos para obtener las propiedades mecánicas como el esfuerzo a la tensión, el módulo de Young, la resistencia al impacto. Simultáneamente al ensayo de tensión, los procesos de deformación locales se detectan mediante el empleo de la técnica de emisión acústica (AE). Los procesos de triturado del material se repiten dos veces con el fin de simular el proceso de reciclaje y estudiar el efecto de los procesos de deformación micromecánicos y las propiedades mecánicas macroscópicas.

[EN] In the last few decades, the consumption of polymers used on a daily basis has been increasing tremendously, and so with that, the necessity of obtaining the necessary raw materials, as well as the management of the generated waste. For this reason, the interest on finding new methods for decreasing the raw material quantity needed, as well as increasing the useful life of the polymers has increased significantly. Accordingly, the investigation and research of composites based on a polymeric matrix and natural fiber reinforcements have been generating a great interest since years ago, as well as the micromechanical deformation processes which occur during their use; without forgetting how the recycling processes affect to their mechanical properties. This project presents the research of recycled polypropylene (PP)/sugarcane bagasse fiber (SCB). Different samples of composites were prepared, variating the SCB proportion and the application of a coupling agent. In first place, the extrusion of the raw materials was carried out for composite preparation, then injection molding was used to obtain dogbone specimens, from which 18-20 pieces were used and the rest was ground for recycling the composite. Mechanical properties like Young’s modulus, yield stress, tensile strength and corresponding deformations, as well as impact resistance were determined. Simultaneously with the tensile testing, local deformation processes were detected using the acoustic emission (AE) technique. The grinding steps of the materials were repeated twice in order to model the recycling process and to study its effect on the micromechanical deformation processes and on the macroscopic mechanical properties.