Optimization of the Tensile Properties of Polymeric Matrix Composites Reinforced with Magnetite Particles by Experimental Design

Abstract

Un diseño factorial completo de 33 fue desarrollado con el fin de determinar los valores óptimos en las propiedades de tracción de tres tipos de materiales compuestos fabricados a base de resinas poliméricas epoxy-vinylester (DM-411) base bisfenol-A, poliéster (P115-A) base de ácido tereftálico, y poliéster (P2000) base de ácido isoftálico, reforzados con polvos de magnetita en concentraciones de 10, 20 y 30 % porcentaje en peso (Wt) con tres tamaños diferentes de partícula en el relleno, tamices #200 (46-75 μm), #325 (26-45 μm) y #500 (0-25 μm). Los compuestos se fabricaron utilizando el método de moldeo manual a temperatura ambiente, según ASTM D638-14 para muestras de tipo M1. Los ensayos de tracción se realizaron en una máquina universal microtest EM2/300/FR a una velocidad de prueba de 5 x 25 % mm/min, utilizando un extensómetro Epsilon calibrado de acuerdo con la norma ASTM E83 a 20°C. Los polvos de magnetita y la morfología de los materiales compuestos se estudiaron mediante microscopía electrónica de barrido. Se reportan las propiedades mecánicas de los compuestos y la respuesta óptima encontrada por análisis de varianza (ANOVA) y superficies de respuesta (RSM). La mejor respuesta a los estímulos mecánicos se produce con el material compuesto fabricado a base de resina epoxi -vinilester DM-411, con una concentración media de 29,4 % de magnetita Fe3O4 y tamaño medio de partícula de 58,5 micras la cual corresponde a un tamiz 200.