Deseño de propiedades de matrices termorrígidas controlando o proceso de distribución de fases de compoñentes
Nos últimos anos, pero sobre todo na década dos 90, os novos materiais están a utilizarse en cada vez máis aplicacións. Estes novos materiais permitiron novos desenvolvementos. O confort actual tamén veu da seguinte maneira: en aeronáutica (avións máis rápidos e grandes: Por exemplo, o proxecto Airbus, en microelectrónica (chips cada vez máis pequenos), en automoción (coches máis atractivos), en medicamento (prótese), en deportes (tenis, golf, deportes de inverno, embarcacións, etc.). ). Pódese dicir que é a “época dos novos materiais”.
Paira o desenvolvemento destes novos materiais destacan as aplicacións de polímeros termoendógiles (epoxi, fenólico, cianato, bismaleimida, etc.): materiais composites (combinados con vidro, carbono e outras fibras), engadidos, revestimentos, sandwiches, matrices a alta temperatura, etc. E os novos usos están a traballarse día a día.
Nunha formulación concreta paira moitas novas aplicacións é necesario unir varios materiais. De aquí vén o concepto de “deseño de materiais”. Debido a que a miúdo un mesmo material non pode cumprir todos os requisitos de servizo, engádense outros compoñentes (poliméricos e outros) paira conseguir o necesario. Con todo, paira obter produtos de calidade e constante, ademais de controlar os materiais, é necesario coñecer totalmente o proceso que se desexa utilizar (o seu cinética e termodinámica), xa que o novo produto resultante dependerá de ambos. Isto está a provocar, entre outras razóns, a perda de definicións antigas: A Ciencia e a Tecnoloxía están totalmente unificadas nos desenvolvementos actuais.
No caso das matrices termorrígidas o problema máis grave é a súa fraxilidade. Co obxectivo de mellorar este aspecto, os grupos de investigadores abordaron diversas transformacións: a adición de cauchos, termoplásticos ou partículas prediseñadas (“core-shell”) paira outras aplicacións moi concretas.
Neste proceso de adición temos dúas claves paira obter un produto de excelente calidade: a cinética do proceso de maduración da matriz (na tecnoloxía que se desexa utilizar) e o control da termodinámica da distribución de fases entre compoñentes. Estes dous factores, así como a concentración dos compoñentes, deben estar plenamente controlados á hora de deseñar o novo produto que se desexa obter e dependen destas microestructuras e morfologías da matriz.
O noso grupo de investigación “Material + Tecnoloxía” está a traballar este camiño nos últimos dez anos, entre outros. Na evolución do proxecto, ademais dos investigadores do noso grupo, outras institucións foron de gran axuda: Universidade de Cranfield (Inglaterra), Universidade Polytechnic (Nova York), Escola de Enxeñaría de INTEMA-Mar da Prata (Arxentina), etc. Técnicas microscópicas de alto nivel (SEM, TEM, AFM) paira levar a cabo este tipo de investigación son absolutamente necesarias paira o coñecemento da estrutura interna.
As transformacións das matrices epoxi e cianato nos nosos laboratorios realizáronse xa con oligómeros como cauchos, termoplásticos (PMMA, PES, PEI, PC, etc.) e partículas core-shell. Controlando as 2 claves mencionadas na parte superior e utilizando una única formulación inicial, entre outras características, está a traballarse en deseñar un produto totalmente diferente en canto a cores, propiedades mecánicas e eléctricas. Con todo, aínda queda moito camiño por percorrer paira crear o modelo xeral do deseño do “multimaterial”, xa que cada compoñente ten as súas propias particularidades.
Título do proxecto: Deseño de propiedades de matrices termorrígidas mediante o control do proceso de distribución de fases de compoñentes. Obxectivo do proxecto:
Director: Iñaki Mondragon Equipo de traballo: P. Remiro, M. A. Corcuera, M. Franco, I. Harismendy, M. D. Martín, F.Mugika Departamento: Enxeñaría Química e do Medio Ambiente Centro: Escola de Enxeñaría Técnica Industrial de San Sebastián |
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
