Comparative Mechanical Characterization of Recycled PVC and Wood–Plastic Composites
Caracterización mecánica comparativa de compuestos de PVC reciclado y madera-plástico
Caracterização Mecânica Comparativa de PVC Reciclado e Compósitos de Madeira-Plástico
| 2026 | |
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Compuesto de madera y plástico PVC reciclado Ensayos de tracción Dureza normas ASTM Propiedades mecánicas Sostenibilidad Wood–plastic composite Recycled PVC Tensile tests Flexural tests Hardness ASTM standards Mechanical properties Sustainability Compósito madeira-plástico PVC reciclado Ensaios de tração Ensaios de flexão Dureza Normas ASTM Propriedades mecânicas Sustentabilidade |
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| Español | |
| Universidad de Montevideo | |
| REDUM | |
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https://revistas.um.edu.uy/index.php/ingenieria/article/view/1963
https://hdl.handle.net/20.500.12806/3439 |
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| Acceso abierto | |
| Atribución 4.0 Internacional |
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| author | Abbas Jafri, Eylia |
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| dc.description.en-US.fl_txt_mv | Recycled polymers offer opportunities for circular material use, yet their mechanical performance is often limited by feedstock variability. This study provides a controlled comparison of neat recycled PVC and WPC (PVC + 20 wt.% wood flour) processed under identical extrusion and compression-molding conditions. Tensile, flexural and hardness tests were conducted according to ASTM standards, and results are reported as mean ± standard deviation (n = 5). The WPC exhibited modest but measurable increases in tensile strength (~12%), flexural strength (~8%), and Shore D hardness (~8.5%), while tensile and flexural moduli remained statistically comparable between the two materials. Flexural modulus exceeded tensile modulus for both materials, consistent with surface-dominated stress distributions in bending. The findings demonstrate that incorporating 20 wt.% wood flour into recycled PVC can enhance selected mechanical properties without compromising stiffness, offering a performance profile consistent with material-substitution pathways in circular-economy strategies. The study also highlights the influence of recycled feedstock variability and identifies the need for future microstructural characterization to confirm the hypothesized deformation and failure mechanisms. |
| dc.description.es-ES.fl_txt_mv | Los polímeros reciclados ofrecen oportunidades para el uso circular de materiales, pero su rendimiento mecánico suele estar limitado por la variabilidad de la materia prima. Este estudio proporciona una comparación controlada de PVC reciclado puro y WPC (PVC + 20 % en peso de harina de madera) procesados bajo condiciones idénticas de extrusión y moldeo por compresión. Se realizaron ensayos de tracción, flexión y dureza según las normas ASTM, y los resultados se presentan como media ± desviación estándar (n = 5). El WPC mostró incrementos modestos pero medibles en la resistencia a la tracción (~12 %), la resistencia a la flexión (~8 %) y la dureza Shore D (~8,5 %), mientras que los módulos de tracción y flexión se mantuvieron estadísticamente comparables entre ambos materiales. El módulo de flexión superó al módulo de tracción en ambos materiales, lo que concuerda con las distribuciones de tensión dominadas por la superficie en la flexión. Los hallazgos demuestran que la incorporación de un 20 % en peso de harina de madera al PVC reciclado puede mejorar ciertas propiedades mecánicas sin comprometer la rigidez, ofreciendo un perfil de rendimiento consistente con las vías de sustitución de materiales en las estrategias de economía circular. El estudio también destaca la influencia de la variabilidad de la materia prima reciclada e identifica la necesidad de una caracterización microestructural futura para confirmar los mecanismos de deformación y falla hipotetizados. |
| dc.description.pt-BR.fl_txt_mv | Polímeros reciclados oferecem oportunidades para o uso circular de materiais, porém seu desempenho mecânico é frequentemente limitado pela variabilidade da matéria-prima. Este estudo apresenta uma comparação controlada entre PVC reciclado puro e WPC (PVC + 20% em peso de farinha de madeira) processados sob condições idênticas de extrusão e moldagem por compressão. Ensaios de tração, flexão e dureza foram conduzidos de acordo com as normas ASTM, e os resultados são apresentados como média ± desvio padrão (n = 5). O WPC exibiu aumentos modestos, porém mensuráveis, na resistência à tração (~12%), resistência à flexão (~8%) e dureza Shore D (~8,5%), enquanto os módulos de tração e flexão permaneceram estatisticamente comparáveis entre os dois materiais. O módulo de flexão excedeu o módulo de tração para ambos os materiais, o que é consistente com a distribuição de tensões predominantemente superficiais na flexão. Os resultados demonstram que a incorporação de 20% em peso de farinha de madeira ao PVC reciclado pode aprimorar propriedades mecânicas selecionadas sem comprometer a rigidez, oferecendo um perfil de desempenho consistente com as vias de substituição de materiais em estratégias de economia circular. O estudo também destaca a influência da variabilidade da matéria-prima reciclada e identifica a necessidade de caracterização microestrutural futura para confirmar os mecanismos de deformação e falha hipotetizados. |
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| description | Recycled polymers offer opportunities for circular material use, yet their mechanical performance is often limited by feedstock variability. This study provides a controlled comparison of neat recycled PVC and WPC (PVC + 20 wt.% wood flour) processed under identical extrusion and compression-molding conditions. Tensile, flexural and hardness tests were conducted according to ASTM standards, and results are reported as mean ± standard deviation (n = 5). The WPC exhibited modest but measurable increases in tensile strength (~12%), flexural strength (~8%), and Shore D hardness (~8.5%), while tensile and flexural moduli remained statistically comparable between the two materials. Flexural modulus exceeded tensile modulus for both materials, consistent with surface-dominated stress distributions in bending. The findings demonstrate that incorporating 20 wt.% wood flour into recycled PVC can enhance selected mechanical properties without compromising stiffness, offering a performance profile consistent with material-substitution pathways in circular-economy strategies. The study also highlights the influence of recycled feedstock variability and identifies the need for future microstructural characterization to confirm the hypothesized deformation and failure mechanisms. |
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Flexural modulus exceeded tensile modulus for both materials, consistent with surface-dominated stress distributions in bending. The findings demonstrate that incorporating 20 wt.% wood flour into recycled PVC can enhance selected mechanical properties without compromising stiffness, offering a performance profile consistent with material-substitution pathways in circular-economy strategies. The study also highlights the influence of recycled feedstock variability and identifies the need for future microstructural characterization to confirm the hypothesized deformation and failure mechanisms.Los polímeros reciclados ofrecen oportunidades para el uso circular de materiales, pero su rendimiento mecánico suele estar limitado por la variabilidad de la materia prima. Este estudio proporciona una comparación controlada de PVC reciclado puro y WPC (PVC + 20 % en peso de harina de madera) procesados bajo condiciones idénticas de extrusión y moldeo por compresión. Se realizaron ensayos de tracción, flexión y dureza según las normas ASTM, y los resultados se presentan como media ± desviación estándar (n = 5). El WPC mostró incrementos modestos pero medibles en la resistencia a la tracción (~12 %), la resistencia a la flexión (~8 %) y la dureza Shore D (~8,5 %), mientras que los módulos de tracción y flexión se mantuvieron estadísticamente comparables entre ambos materiales. El módulo de flexión superó al módulo de tracción en ambos materiales, lo que concuerda con las distribuciones de tensión dominadas por la superficie en la flexión. Los hallazgos demuestran que la incorporación de un 20 % en peso de harina de madera al PVC reciclado puede mejorar ciertas propiedades mecánicas sin comprometer la rigidez, ofreciendo un perfil de rendimiento consistente con las vías de sustitución de materiales en las estrategias de economía circular. El estudio también destaca la influencia de la variabilidad de la materia prima reciclada e identifica la necesidad de una caracterización microestructural futura para confirmar los mecanismos de deformación y falla hipotetizados.Polímeros reciclados oferecem oportunidades para o uso circular de materiais, porém seu desempenho mecânico é frequentemente limitado pela variabilidade da matéria-prima. Este estudo apresenta uma comparação controlada entre PVC reciclado puro e WPC (PVC + 20% em peso de farinha de madeira) processados sob condições idênticas de extrusão e moldagem por compressão. Ensaios de tração, flexão e dureza foram conduzidos de acordo com as normas ASTM, e os resultados são apresentados como média ± desvio padrão (n = 5). O WPC exibiu aumentos modestos, porém mensuráveis, na resistência à tração (~12%), resistência à flexão (~8%) e dureza Shore D (~8,5%), enquanto os módulos de tração e flexão permaneceram estatisticamente comparáveis entre os dois materiais. 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