Obtención y caracterización mecánica de material compuesto policarbonato - fibra de vidrio

Abstract

RESUMEN:

“Caracterización físico- mecánico de policarbonato y fibra de vidrio.” Esta tesis presenta la caracterización física y mecánica de un policarbonato reforzado con 4 % de fibra de vidrio tejida orientada a 0/90 ° y ± 45 ° producido por inyección y compresión e inserto de película. Se propone un método de fabricación utilizando dos métodos convencionales, moldeo por inserción de película (FIM) y moldeo por compresión (CM), para obtener muestras rectangulares del tamaño de 250 x 35 x 2,5 mm de policarbonato reforzado con 4% de fibra de fibra de vidrio con orientaciones 90 / 0 ° y ± 45 °, para investigar, desorientación de las fibras. Se realizó un análisis por el método de elementos finitos, utilizando Moldflow Synergy para determinar las condiciones iniciales para predecir el comportamiento del polímero durante la etapa de compactación y luego fabricar el molde.

La caracterización mecánica incluye pruebas de tracción con muestras que tienen orientación de fibra a 0/90 ° ± 45 ° y muestras sin refuerzo, donde se obtuvo el módulo elástico en las direcciones principales, la resistencia máxima, el módulo de corte y la resistencia al corte. La alineación de la fibra, las fracciones de volumen y la densidad fueron medidas; estos resultados mostraron una mejora del 141% en la resistencia a la tracción para las muestras reforzadas con fibra de vidrio de 0 / 90º, en comparación con las muestras sin refuerzo. El proceso de inyección-compresión de la película reduce la desalineación de la fibra en un rango de 1.16 ° a 2.13 °, lo que corresponde a la primera desviación estándar.

Este resultado demuestra el potencial del policarbonato tejido de fibra como material útil para los polímeros termoplásticos. La producción de materiales compuestos por moldeo por inyección-compresión de películas presenta la ventaja de ser fabricados con ciclos de producción más rápidos que los termoestables.

ABSTRACT:

“Mechanical characterization of polycarbonate reinforces with woven glass fiber.” This disertation presents the physical and mechanical characterization of a polycarbonate reinforced with 4% woven glass fiber oriented at 0/90 ° and ± 45 ° produced by injection and compression and film insert. We propose a manufacturing method using two conventional methods, film insert molding (FIM) and compression molding (CM), to obtain rectangular samples of the size of 250 x 35 x 2.5 mm of polycarbonate reinforced with 4% fiber of fiberglass with orientations 90/0 ° and ± 45 °, to investigate, disorientation of the fibers. A finite element method was performed, using Moldflow Synergy to determine the initial conditions to predict the behavior of the polymer during the compaction stage and then manufacture the mold.

The mechanical characterization includes tensile tests with samples that have fiber orientation at 0/90 ° ± 45 ° and samples without reinforcement, where the elastic modulus was obtained in the main directions, the maximum resistance, the cutting modulus and the resistance to cut. The alignment of the fiber, the volume fractions and the density were measured; these results showed an improvement of 141 % in the tensile strength for the samples reinforced with glass fiber of 0 / 90º, in comparison with the samples without reinforcement. The injection-compression process of the film reduces the misalignment of the fiber in a range of 1.16 ° to 2.13 °, which corresponds to the first standard deviation.

This result demonstrates the potential of fiber-woven polycarbonate as a useful material for thermoplastic polymers. The production of composite materials by injectioncompression molding of films has the advantage of being manufactured with faster production cycles than thermostable ones.