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ESTUDIO DE PROPIEDADES MECÁNICAS A PARTIR DE LA ADICIÓN DE ARCILLA NATURAL SIN MODIFICACIÓN, EN UNA RESINA EPÓXICA
Autor
Mauro Jorge Bolaños
Héctor Manuel Sánchez Estrada
José Antonio Medina Mendoza
Resumen
Esta tesis tuvo como propósito el estudio del composito formado por una
resina epóxica y una arcilla natural del tipo esmectita, con porcentajes
de adición de 0.5%, 1.0%, 2.0%, 3.0% y 4.0% de contenido en peso de
la arcilla natural. Se caracterizaron las muestras de resina epóxica con
los diferentes porcentajes de arcilla por medio de técnicas mecánicas
tales como la resistencia a la tensión, la dureza Shore y el análisis
mecánico dinámico (DMA) así como la técnica de análisis termo
gravimétrico (TGA), por otro lado, se complementó con la prueba de
difracción de rayos X (XRD), espectroscopía de infrarrojo (IR) y
microscopia electrónica de barrido (SEM).
Los resultados obtenidos de las propiedades mecánicas del composito,
mostraron un decremento en la resistencia a la tensión de 47.64% y
un decremento en la deformación de 69.79% y en el módulo de Young
no se reportó un cambio significativo (0.8%), lo que indica que
mientras más contenido de arcilla sufre menos deformación y se vuelve
más frágil. Respecto a la dureza, mostró un incremento de 1.86 grados
de dureza Shore escala B. De acuerdo con las pruebas de TGA se
observó la primera transición de degradación a los 110°C, la siguiente a
los 320°C y posteriormente a los 480°C. Después de los 550°C sólo
existe presencia de arcilla. Referente a las pruebas de DMA, los resultados indicaron que a mayor contenido de % en peso de arcilla
ofrece una mayor resistencia a la deformación respecto al paso del
tiempo en un 28%. Respecto a la prueba de barrido de deformación
(strain sweep), solo se obtuvo un 0.33% de variación, por lo que no se
considera significativo. En las espectroscopias de infrarrojo no se
visualizó cambios debido al incremento en el porcentaje en peso de
arcilla por lo que sólo se identificó a través del espectro de
transmitancia, los compuestos en cada pico representativo. En la prueba
de XRD, la gráfica comparativa mostró un comportamiento similar con
los diferentes contenidos de arcilla en % peso, debido a que el material
matriz es amorfo y presencia de arcilla no es notoria. Los resultados
obtenidos en las pruebas de SEM determinan que la arcilla no tiene un
tamaño nanométrico, ya que se encontró en un rango de 170 nm a 75
m.