Contenido de lignina

A partir de las pruebas de contenido de lignina, presentados en la figura 13; donde se ve que los procesos de deslignificación hechos a las fibras de G.Angustifolia, para unos procesos hay una notable reducción en ese contenido de lignina con respecto a la natural y hay otros donde el proceso no fue exitoso.

En la figura 13 se puede observar de forma ascendente como son los resultados obtenidos para los diferentes ensayos, donde se ve que el primero removió casi en su totalidad la lignina de las fibras, mientras los tres últimos no fueron tan efectivos en la remoción de la lignina; por otra parte se observa que se obtuvo variaciones en el contenido de celulosa y hemicelulosa de la fibra en los diferentes tratamientos químicos realizados

El tratamiento más efectivo fue el realizado con la solución de ácido acético, porque al realizar la comparación con el testigo se obtuvo una reducción de la lignina en un 10% obteniendo como resultado una cantidad residual de 0,4% de lignina.

El segundo tratamiento realizado a la fibra con la solución de hipoclorito de sodio a una concentración del 3%, se obtuvo una remoción del 6,4% así dejando una cantidad residual de 4,2% de lignina.

En el tercer tratamiento realizado a la fibra con la solución OX-B, se obtuvo un valor de remoción de 0,8% de remoción de lignina, lo cual en comparación con los dos primeros no hay una remoción de lignina tan amplia porque se tiene un porcentaje residual de 9,6% de lignina.

Para el caso del mercerizado se observa que la remoción de lignina no fue efectiva, ya que los valores son superiores en comparación al testigo; pero estos valores al

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aumentar conllevan a revisar los porcentajes de celulosa y hemicelulosa en las fibras tratadas químicamente.

En la figura 13 se observan como los valores de la celulosa de los cuales cuatro tratamientos tienen un porcentaje mayor con respecto al testigo, por otra parte dos tratamientos redujeron el porcentaje de celulosa. También se observan los porcentajes de hemicelulosa resultantes para los tratamientos realizados a la fibra, en donde los tres primeros tratamientos tienen un porcentaje menor que el testigo, mientras que los siguientes 3 tienen un porcentaje semejante o mayor al testigo.

Figura 14 Porcentajes lignina, celulosa y hemicelulosa

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Como resultado de esta cuantificación de lignina, celulosa y hemicelulosa, al realizar la comparación de los porcentajes se observa que en algunos tratamientos se tiene mayor porcentaje de lignina, pero esto sucede porque el porcentaje de la celulosa en el tratamiento del mercerizado con la concentración del 8% y 2% se reduce entre 4.5% a un 5% con respecto al testigo.

Para el caso de la hemicelulosa en estos dos tratamientos nombrados anteriormente no presenta una variación significativa, pero la lignina si tiene una variación mayor con respecto al testigo, por lo cual la celulosa removida toma menor importancia que la hemicelulosa y lignina en estas muestras, por esta razón la lignina muestra un porcentaje mayor que el testigo.

En comparación con los tratamientos de ácido acético, hipoclorito de sodio y solución OX-B, se observa que los porcentajes de lignina y hemicelulosa son menores en comparación al testigo, pero la celulosa muestra un valor mayor con respecto al testigo, por lo cual toma menor importancia la lignina y hemicelulosa para estos casos y la celulosa toma una mayor importancia.

3.3. Contenido de humedad

Se procedió a realizar la medición del contenido de humedad para las fibras de los diferentes tratamientos de deslignificación, al realizar esta medición de contenido de humedad, el equipo entrego el resultado solicitado con una gráfica hasta que el contenido de humedad se hace constante.

Figura 15 Datos, gráfica y resultado de contenido de humedad Fuente: Autor T= Temperatura °C. t= Tiempo min/seg. m=Peso final gr. m0= Peso inicial gr.

Como se puede observar en la figura 14 se observa que el resultado obtenido es de 11% de humedad en un tiempo programado de 30 minutos, pero el equipo al censar el peso de la muestra no necesito más de 6 minutos con 40 segundos para obtener el valor final. Al realizar el contenido de humedad para las fibras tratadas, se manejó una cantidad de fibra aproximada de 2 gramos de cada tratamiento para tener una simetría en las muestras.

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Al observar la figura 15 se puede observar que el contenido de humedad del testigo es de 11%, por lo contrario en las fibras tratadas con los diferentes procesos se obtuvo una reducción del contenido de humedad que varía entre el 4 y 6%, con esto se concluye que al tener una reducción en el contenido de humedad se reduce la degradación de la interface y facilita que la separación entre matriz y fibra sea mínima.

Figura 16 Comparación contenido de humedad

Fuente: Autor

3.4. Propiedades mecanicas a tension

Posteriormente a esto se realizó el ensayo de tensión a la fibra de G.Angustifolia

usando la norma ASTM D 3379-75, ya que muestra la fabricación de la probeta para ensayo de tensión de filamento de fibra natural, en la figura 16 se describe cada parte de la probeta.

Figura 17 Descripción de la probeta para filamento de fibra natural

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Siguiendo estos parámetros de la norma ASTM D3379-75 se procedió a la fabricación de las probetas para el ensayo, utilizando las medidas mostradas en la figura 17.

Figura 18 Esquema marco de probeta y montaje.

Marco probeta de filamentos a tensión Colocación probeta en la máquina de tensión

Fuente: Autor

Se procedió a la fabricación de los marcos para las fibras y realizar los ensayos a tensión en la maquina Shimadzu AG-IS 5kn, nombrada en el subcapítulo 2.5 como se muestra en la figura 18.

En la figura 18 es el resultado del módulo elástico obtenido a partir del ensayo a tracción realizado a las fibras una vez realizado los diferentes tratamientos, pudiéndose observar que aquella que obtuvo mejor modulo elástico fue del tratamiento en soda caustica al 6%.

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Figura 19 Modulo de elasticidad

Fuente: Autor

Comparando con el testigo, el modulo elástico de las fibras obtenidas es menor debido a la perdida de adhesión entre las fibrillas por reducción del contenido lignina, como se mencionó en un capitulo anterior, la lignina es el agente adhesivo natural de las fibrillas naturales para dar adhesión entre ellas.

En la figura 19 es el resultado de los esfuerzos de fluencia, máximo y ultimo, obtenido a partir del ensayo a tracción realizado a las fibras tratadas, logrando observar que aquella que obtuvo mejores esfuerzos de fluencia, máximo y último fue del tratamiento en soda caustica al 6% en comparación con el testigo, se observa un aumento positivo en estas propiedades queriendo decir que el tratamiento suministra resistencia a la fibra.

A partir del análisis de las 3 propiedades se observa que tienen la misma tendencia, pero comparando los datos de los tratamientos con el testigo se observa que el tratamiento con soda caustica al 6% aumentó estas propiedades; mientras que los demás tratamientos no fueron tan efectivos.

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Figura 20 Grafica comparación esfuerzos de fluencia, máximo y último.

Fuente: Autor

De acuerdo a las propiedades de área transversal se evidencia que el comportamiento en la fibra debido a que el cambio en la reducción de área fue nulo. Para el porcentaje de elongación se observa que la fibra tratada con ácido acético e hipoclorito de sodio, se observa que tuvo una diferencia de 5% para el hipoclorito y para el ácido acético fue de 4%; pero se debe tener en cuenta que las fibras naturales no son fibras continuas y largas.