Caracterización física, química, térmica y mecánica de fibras de coco de la Costa Pacífica del Cauca con potencial como refuerzo de materiales compuestos de matriz polimérica

• Autores: Yina Paola Ceron Meneses, Pedro Albán Bolaños, José Fernando Grass Ramírez, Ricardo Camacho Muñoz
• Localización: Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial: BSAA, ISSN-e 1909-9959, ISSN 1692-3561, Vol. 22, Nº. 2, 2024, págs. 30-42
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Physical, chemical, thermal and mechanical characterization of coconut fibers from the Pacific Coast of Cauca with potential as reinforcement of polymeric matrix composite materials
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    La fibra de coco es un subproducto al que no se le da buen manejo, generando consecuencias medioambientales y económicas, debido a que su acumulación perturba las dinámicas ecosistémicas y actividades productivas. Una de las estrategias desarrolladas para mitigar su impacto consiste en la incorporación de sus fibras como refuerzo en materiales compuestos. En este contexto, se estudiaron las fibras de tres variedades de coco de la Costa Pacífica del Cauca, con el objetivo de evaluar su viabilidad como matriz de refuerzo, mediante técnicas de resistencia a la tensión, espectroscopia (FTIR), adsorción de agua, termogravimetría (tga), granulometría y relación de aspecto, encontrando que los valores más altos en resistencia a la tensión, módulo de elasticidad y elongación en el punto de rotura fueron de 302,68 MPa, 5,82 y 28,18 % respectivamente. En espectroscopia se observaron picos entre 3340 y 897 cm-1 que indican presencia de celulosa, lignina, ceras y hemicelulosa. La adsorción de agua para las 3 muestras estuvo entre el 98 y 104 %, sin diferencias significativas. En tga se detectaron dos etapas de degradación, una inicial con picos máximos para las tres variedades entre 44,47 °C (A1), 50,62 °C (A2) y 39,50 °C (A3), en un intervalo de 24 a 125 °C, luego el pico se ubicó entre 190 °C a 390 °C, en este intervalo hubo una pérdida de peso de aproximadamente el 20 %. La relación de aspecto de las tres variedades entre los tamices 40 y 60 fue mayor a 10, indicando que la fibra es apta para ser usada como material de refuerzo en materiales compuestos. En conclusión, las tres variedades de fibra presentaron excelentes propiedades y cumplieron con las condiciones de estabilidad térmica y resistencia mecánica que las hace aptas para implementarlas como matriz de refuerzo en la fabricación de materiales compuestos.

  • English

    Coconut fiber is a by-product that is not properly managed, generating envi-ronmental and economic consequences, because its accumulation disrupts ecosystem dynamics and productive activities. One of the strategies develo-ped to mitigate its impact is the incorporation of its fibers as reinforcement in composite materials. In this context, the fibers of three varieties of coconut from the Pacific Coast of the Cauca were studied, with the aim of evaluating their feasibility as a reinforcement matrix through stress resistance techni-ques, spectroscopy (FTIR), water adsorption, thermogravimetric (tga), granu-lometry and aspect ratio, finding that the highest values in voltage resistance, elasticity module and elongation at the breakpoint were 302,68 MPa, 5,82 and 28,18 % respectively. In spectroscopy, spikes between 3340 and 897 cm-1 were observed indicating the presence of cellulose, lignin, cherries and hemicellulose. Water adsorption for the 3 samples was between 98 and 104 % without significant differences. In tga, two stages of degradation were de-tected, the initial one with peak peaks for the three varieties between 44,47 °C (A1), 50,62 °C(A2) and 39,50 °C/A3, in a range of 24 to 125 °C, then the peak was between 190 °C to 390 °C. In this range there was a weight loss of approximately 20 %. The aspect ratio of the three varieties between thorns 40 and 60 was greater than 10, indicating that the fiber is suitable for use as reinforcement material in composite materials. In conclusion, the three fibers presented excellent properties and met the conditions of thermal stability and mechanical resistance which makes them suitable for implementation as a reinforce-ment matrix in the manufacture of composite materials