Diseño y obtención de un prototipo de ladrillos a partir de materiales compuestos de termoplásticos y vidrio reciclado

Abstract

En Colombia se ha encontrado que existen dos necesidades: La ineficiencia en el reproceso de materiales poliméricos y la falta de una vivienda digna, con base en estos antecedentes, en este trabajo se diseñó, fabricó y caracterizó un prototipo de ladrillo para ser utilizado en viviendas de interés social. El diseño se realizó utilizando el programa SolidWorks postulando once geometrías. El ladrillo se fabricó a partir de polímeros termoplásticos como polipropileno (PP) y polietileno de alta densidad (PEAD) reforzados con vidrio particulado, aditivándo un agente de acoplamiento. El conformado se realizó por los procesos de extrusión y moldeo por compresión, la materia prima fue caracterizada en cuanto a: tamaño de partícula para el polímero y vidrio, índice de fluidez para el polímero de acuerdo a ASTM D 1238-13. El material compuesto se caracterizó en cuanto a sus propiedades mecánicas a compresión y flexión de acuerdo a las normas ASTM D695 y ASTM D790, respectivamente. Los resultados mostraron que el PEAD (0.8 g/10 min) tiene un menor valor de índice de fluidez que el PP (1 g/10 min), esto se debe a que el PEAD proviene de empaques obtenidos por extrusión soplado y el PP de componentes inyectados, las pruebas mecánicas mostraron que al combinar el PP, vidrio y agente de acoplamiento su índice respectivamente a (1.3 g/10 min), mientras que el PEAD es (1.38 g/10 min). El molde del prototipo se fabricó en acero AISI SAE 1045, para evaluar el prototipo fue necesario diseñar también los moldes para obtener las probetas de tensión y flexión de acuerdo a ASTM. Este trabajo hace parte de un macro proyecto aprobado en la convocatoria interna de investigación de la Universidad ECCI y se realizó como producto de una alianza entre la universidad ECCI y la ONG CEMPRE.

In Colombia it has been found that there are two needs: The inefficiency in the reprocessing of polymeric materials and the lack of decent housing, based on this background, in this work a brick prototype was designed, manufactured and characterized to be used in housing. of social interest. The design was made using the SolidWorks program postulating eleven geometries. The brick was made from thermoplastic polymers such as polypropylene (PP) and high-density polyethylene (HDPE) reinforced with particulate glass, adding a coupling agent. The shaping was carried out by the extrusion and compression molding processes, the raw material was characterized in terms of: particle size for the polymer and glass, fluidity index for the polymer according to ASTM D 1238-13. The composite material was characterized in terms of its compression and flexural mechanical properties according to ASTM D695 and ASTM D790 standards, respectively. The results showed that HDPE (0.8 g/10 min) has a lower fluidity index value than PP (1 g/10 min), this is because HDPE comes from packages obtained by extrusion blown and PP from injected components, the mechanical tests showed that when combining PP, glass and coupling agent their index respectively is (1.3 g/10 min), while HDPE is (1.38 g/10 min). The prototype mold was manufactured in AISI SAE 1045 steel, to evaluate the prototype it was necessary to also design the molds to obtain the tensile and flexural specimens according to ASTM. This work is part of a macro project approved in the internal research call of the ECCI University and was carried out as a product of an alliance between the ECCI university and the NGO CEMPRE.