Evaluation of Mechanical Properties of Composites Manufactured from Recycled Tetra Pak® Containers

Evaluación de propiedades mecánicas de compuestos manufacturados a partir de contenedores de Tetra Pak® reciclados

Palabras clave: composites, hot-pressing, mechanical properties, recycled, Tetra Pak® (en_US)
Palabras clave: prensado en caliente, Compuestos, propiedades mecánicas, reciclado, Tetra Pak® (es_ES)

Resumen (en_US)

Context: Tetra Pak® is a common material used for the production of food containers. Currently, those containers are recycled by physical separation of the cellulose fibers through a hydro pulped process, but sometimes separating the individual components is not economically viable. This work evaluates an al­ternative process to obtain composites from recycled Tetra Pak®.

Methodology: Tetra Pak® used containers were co­llected and cut into small pieces at the laboratory. Then, the containers were hot-pressed to obtain sheets in a manual hydraulic press by using different confi­gurations. Samples were cut, and their tensile stren­gth was evaluated (ASTM D3039). Failure analysis of samples was carried out by FE-SEM to identify issues related to processing and to understand the differen­ces in mechanical properties.

Results: The results showed that the lowest tensile strength was 9.5 MPa (type I sample) and the highest tensile strength was 37.4 MPa (type III sample).

Conclusions: The results of mechanical tests show that this material can be used for non-structural purposes in the building industry. Failure analysis shows that fiber pull-out and delamination are the most impor­tant failure mechanisms in type I samples. For type III sample, failure was produced by a sequence of intralaminar fractures

Resumen (es_ES)

Contexto: Tetra Pak® es un material común que se uti­liza para recipientes de alimentos. Actualmente, esos contenedores se reciclan mediante la separación físi­ca de las fibras de celulosa a través de un proceso de hidropulpeado, pero a veces no es económicamente viable separar los componentes individuales. En este trabajo, se evaluó un proceso alternativo para obtener materiales compuestos de Tetra Pak® reciclado.

Metodología: Inicialmente, los contenedores de Tetra Pak® usados se recolectaron y cortaron en trozos pe­queños en el laboratorio. Después, los contenedores se prensaron en caliente para obtener laminados en una prensa hidráulica manual utilizando diferentes configuraciones. Después de obtener los materiales compuestos, se cortaron las muestras y se evaluó su resistencia a la tracción (ASTM D3039). El análisis de fallas de las muestras fue realizado por FE-SEM para identificar problemas relacionados con el pro­cesamiento y para comprender las diferencias en las propiedades mecánicas.

Resultados: Los resultados mostraron que la menor resistencia a la tracción era de 9,5 MPa (muestras de tipo I). La mayor resistencia a la tracción fue de 37,4 MPa para muestras de tipo III.

Conclusiones: Los resultados de las pruebas mecá­nicas permitieron concluir que el material se puede utilizar para fines no estructurales en la industria de la construcción. El análisis de fallas mostró que el desprendimiento de la fibra es el mecanismo más im­portante en las muestras de tipo I. Para las muestras de tipo III, la fractura se produjo por una secuencia de fallas interlaminares.

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Biografía del autor/a

Sebastián Macías Gallego, National university of Colombia

Estudiante de Ingeniería Mecánica, Universidad Nacional de Colombia. Medellín, Colombia

Álvaro Guzmán Aponte, Metropolitan Technological Institute of Medellín

Ph.D, Ingeniero de Materiales. Profesor asistente, Instituto Tecnológico Metropolitano de Medellín - ITM. Medellin colombia

Robison Buitrago Sierra, Metropolitan Technological Institute of Medellín

Ph.D, Químico. Profesor Asociado, Instituto Tecnológico Metropolitano de Medellín

Juan Felipe Santa Marín, Metropolitan Technological Institute of Medellín

Ph.D, Ingeniero Mecánico. Profesor Asociado, Instituto Tecnológico Metropolitano de Medellín - ITM. Profesor asociado, Universidad Nacional de Colombia, Medellín

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Cómo citar
Macías Gallego, S., Guzmán Aponte, Álvaro, Buitrago Sierra, R., & Santa Marín, J. F. (2020). Evaluación de propiedades mecánicas de compuestos manufacturados a partir de contenedores de Tetra Pak® reciclados. Tecnura, 24(66), 36 - 46. https://doi.org/10.14483/22487638.16296
Publicado: 2020-10-01
Sección
Investigación