Desarrollo de un compósito reforzado con fibra de cáscara de naranja con la metodología Triz
DOI:
https://doi.org/10.63728/riisds.v7i1.201Palabras clave:
TRIZ, Compósito, Resina Poliéster, FTIR, DSCResumen
En el 2019, México alcanzó una producción de 4.736 millones de toneladas de naranja, ocupando el quinto lugar en la producción mundial. El estado de Veracruz, fue el primer productor a nivel nacional, con un 44.7% del volumen de producción (SIAP, 2020). El municipio de Álamo-Temapache, considerado como el “valle dorado de la naranja” genera aproximadamente 648 mil toneladas anuales de residuos agroindustriales. El objetivo de esta investigación fue obtener un compósito reforzado con fibra de cáscara de naranja (Citrus sinensis), con propiedades mecánicas similares a una resina comercial, con la aplicación de la metodología TRIZ. Para la obtención del compósito se emplearon fibra de cáscara de naranja valencia al 0%,13% y 25% en peso y dos tipos de resina isoftáltica (RPI) y ortoftálica (RPO). La matriz de contradicciones ayudó a identificar la solución al problema analizando los parámetros que se desean mejorar y el que empeora, remplazando cierto porcentaje de fibra de cáscara de naranja en lugar del polímero poliéster. Se analizaron las propiedades fisicoquímicas por FTIR, la degradación térmica por DSC y propiedades físico-mecánicas (tensión-elongación), observándose que la RPO tiene una mayor elasticidad que la RPI y que adicionalmente al agregar el 25% en peso de fibra de cáscara de naranja se obtiene mayor tensión. En general, el valor de la temperatura de transición vítrea (Tg) se modificó de acuerdo con el contenido del porcentaje de fibra de cáscara de naranja en la resina disminuyendo cuando el contenido aumenta, debido a una mejor interacción entre segmentos blandos de la resina RPO y RPI.
Citas
Camposo A., Salgado, F., Garcia, F., Souza, M., souza, E., Colorado, H., Neves, S.(2019). Evaluation of the Projectile's loss of Energy in Polyester Composite Reinforced with Fique Fiber and Fabric. Materials Research. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2019-0146
Chou, (2014). An ARIZ-based life cycle engineering model for eco-design. Journal of Cleaner Production. Pag. 210-223. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2013.11.037
Cordova, C., Guillén, J. & Tuesta, T. (2020). Solvent free microwave extraction of orange essential oil (Citrus sinensis), and the effect of the process conditions in its yield, composition and antimicrobial activity. Rev Chil Nutr, 47(6): 965-974. http://dx.doi.org/10.4067/S0717-75182020000600965.
Domingos, I., Ferreira, J., Crus-Lopes, L., and Esteves, B. (2019). Polyurethane foams from liquefied orange peel wastes. Food and Bioproducts Processing, 115: 223-229.
Elanchezhian, C., Vijaya, B., Ramakrishnan, G., Rajendrakumar, M., Naveenkumar, V. & Saravanakumar, M. (2016). Review on mechanical properties of natural fiber composites. Materials Today: Proceedings 5 (2018) 1785–1790
Frizziero, L., Francia, D., Donnici, G., Liverani, A., & Caligiana, G. (02 de Enero de 2018). Sustainable design of open molds with QFD and TRIZ combination. Journal of Industrial and Production Engineering, 35(1), 21 - 31, https://doi.org/10.1080/21681015.2017.1385543
Garrido, K., Rivas, B., Perez, M., Fernandez, J., Monclus, M., Peña, C.(2020). Mechanical and morphological properties of poly(3-hydroxybutyrate)-thermoplastic starch/clay/eugenol bionanocomposites. J. Chil. Chem. Soc., 65, N°4
Hamidon, M.H., Sultan, M.T.H., Ariffin, A.H., and Shah, A.U.M. (2019). Effects of fibre treatment on mechanical properties of kenaf fibre reinforced composites: a review. Journals of materials research and technology, 8(3): 3327–3337.
Ilevbare, I., Probert, D., Phaal, R., (2013). A review of TRIZ, and its benefits and challenges in practice. Technovation 33 pag. 30–37. http://dx.doi.org/10.1016/j.technovation.2012.11.003
Ishak, N. M., Sivakumar, D. & Mansor, M. R. (2018). The application of TRIZ on natural fibre metal laminate to reduce the weight of the car front hood. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering 40:105. https://doi.org/10.1007/s40430-018-1039-2
Pulido, H., Hernández, E., Rabelero, M., Sanjuan, RJ. & Jasso C.F. ( 2014). Valoración mecanotérmica de una resina biodegradable como agente de acoplamiento de materiales compuestos celulósicos/polímero hidrofóbico. Maderas. Ciencia y Tecnología, vol. 16, núm. 4, 2014, pp. 463-486. DOI:10.4067/S0718-221X2014005000038
Rahim, Z.A., Sheng, I.L.S. & Bakar, N.A. (2015). TRIZ Methodology for Applied Chemical Engineering: A Case Study of New Product Development, Chemical Engineering Research and Design (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.cherd.2015.08.027
SIAP. (2020). Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera. SAGARPA: México.
Singh, J. (2020). Natural Fibers: Applications. Generation, Development and Modifications of Natural Fibers. Intech open. Doi: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.86884
Velásquez, S., Pelaéz, G., Giraldo, D., (2016). Uso de fibras vegetales en materiales compuestos de matriz polimérica: una revisión con miras a su aplicación en el diseño de nuevos productos. Informador Técnico (Colombia) 80(1) enero - junio 2016: 77-86
Yusof, N., Sapuan, S., Sultan, M. & Jawaid, M. (2020). Conceptual design of oil palm fibre reinforced polymer hybrid composite automotive crash box using integrated approach. Journal of Central South University, 27(1): 64−75. Doi: https://doi.org/10.1007/s11771-020-4278-1.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2021 Revista Interdisciplinaria de Ingeniería Sustentable y Desarrollo Social
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
