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T1 Efecto de partículas de caucho provenientes de neumáticos fuera de uso como modificador de la tenacidad en materiales compuestos
A1 Álvarez Junceda, Alfredo
AB En este trabajo se han preparado y caracterizado materiales compuestos por matrizpolimérica termoestable, tipo epoxi, rellena con partículas de caucho provenientes deneumáticos fuera de uso, NFUs. Para ello, los dos componentes de la matriz termoestable,el componente en base epoxi (diglicidil éter de bisfenol A, DGEBA) y el endurecedor(1,5-diamino-2-metilpentano, DAP), se mezclaron con una concentración constante departículas de caucho, para finalmente realizar el proceso de curado en unas condicionesconcretas. El proceso se llevó a cabo en un molde para así obtener probetas queposteriormente iban a ser ensayadas mecánicamente con el fin de estudiar el efecto de laconcentración y el tamaño de las partículas NFUs en las propiedades mecánicas finalesde dichos materiales.Por tanto los objetivos que se buscan con la realización de este trabajo son:Comprobar si la adición de partículas de caucho procedentes de NFUs dan lugara una mejora de las propiedades de la matriz termoestable en base epoxi.Proponer una vía alternativa de valorización del material, concretamente delcaucho, procedente de neumáticos fuera de uso.Las ventajas que ofrecen estos nuevos materiales es que se pueden obtener sistemas conmorfologías controladas en todo momento, pues se conoce el tamaño de la partículainicial utilizada como relleno y no va a cambiar durante la reacción química de loscomponentes del termoestable dado que en este caso no se produce una separación defases inducida por la reacción química, pues las fases son inicialmente inmiscibles.Para la preparación de las probetas hubo que insertar partículas de caucho previamentetratadas por medios mecánicos mediante la molienda de bolas en condiciones criogénicas.De esta manera se pudo controlar el tamaño de las partículas y así estudiar su efecto.Una vez preparadas las probetas se realizó un estudio morfológico con el objetivo deanalizar la dispersión de las partículas NFUs en el interior del polímero termoestable.A continuación, se realizó el seguimiento y la comprobación del correcto curado ypostcurado de las probetas mediante espectroscopia infrarroja por transformada deFourier, FTIR. A partir de los resultados obtenidos se pudo establecer las condiciones más adecuadas, el tiempo y temperatura, para el curado y postcurado de los materialesbajo estudio.El estudio morfológico de los materiales compuestos se llevó a cabo mediante lautilización de un microscopio electrónico de barrido, SEM, realizando un análisis deimagen de las superficies fracturadas con las probetas preparadas. Estos análisis junto conlos resultados obtenidos por espectroscopia IR y el análisis de imágenes obtenidas con unmicroscopio óptico, mostró que el material compuesto de matriz epoxi con un 4% departículas de caucho, presenta una distribución donde se encuentran zonas conconcentración de elastómero y otras sin ellas por lo que las propiedades variarán enfunción de la zona por la que se produzca la rotura.Se ha estudiado el comportamiento mecánico de los materiales compuestos epoxicaucho,evaluando la influencia de la presencia de caucho y su porcentaje contenido enlas probetas. Mediante el ensayo de flexión realizado se observa que a medida queaumenta la concentración de caucho, las probetas pueden absorber más energía, pero sinafectar de forma significativa a la tenacidad de fractura, KIC, de la matriz. Por otro lado,también se realizó un estudio con probetas con la misma concentración pero variando lasdimensiones del elastómero y en vez de realizar el ensayo de flexión, se realizaronensayos de impacto mediante la utilización de un péndulo Charpy para medir la tenacidaddel material a impacto.El análisis fractográfico muestra que en los materiales compuestos, la presencia departículas de caucho parece actuar dificultando la propagación de grietas. Los resultadosindican que el elastómero absorbe parte de la energía de fractura en el material a travésde la actuación de algunos mecanismos de aumento de tenacidad.
YR 2015
FD 2015
LK https://hdl.handle.net/10016/25315
UL https://hdl.handle.net/10016/25315
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RD 1 sept. 2024