Resinas epoxi reforzadas con nanotubos y nanofibras de carbono

X Congreso Nacional de Materiales (Donostia - San Sebastián, 18-20 Junio 2008)
Resinas epoxi reforzadas con nanotubos y nanofibras de carbono:
comportamiento reológico y estudio cinético del curado
M. R. Gude, S. G. Prolongo, A. Ureña
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Universidad Rey Juan Carlos. Dpto. Ciencia e Ingeniería de Materiales
alejandro.urena@urjc.es
Las resinas epoxi presentan buenas propiedades mecánicas, térmicas y de resistencia química.
Estas características hacen que sean muy utilizadas como matrices de materiales compuestos.
Los refuerzos que se pueden utilizar son muy diversos. Una de las opciones que más se está
investigando actualmente es la utilización de nanotubos y nanofibras de carbono. Se sabe que
estos nanorefuerzos mejoran las propiedades mecánicas y eléctricas de las resinas epoxídicas [1,
2]. Uno de los inconvenientes es que dificultan el procesado, ya que es muy difícil conseguir
dispersarlos homogéneamente, y además aumentan la viscosidad de la resina. También
modifican la cinética de curado, por lo que es importante tener en cuenta todos estos aspectos a
la hora de fabricar nanocompuestos de matriz epoxi.
En este trabajo se ha realizado un estudio comparativo de la influencia de las nanofibras y los
nanotubos de carbono en la viscosidad y en el curado de estos materiales compuestos. La
viscosidad fue medida en función de la temperatura con objeto de determinar su energía de
activación del flujo viscoso. Los resultados fueron analizados mediante la ecuación WLF.
Cuanto mayor es el contenido de ambos nanorefuerzos, mayor es la viscosidad de la mezcla.
Aunque dicho incremento es más acusado cuando se adicionan nanotubos, debido a su mayor
superficie específica. Los nanotubos de carbono utilizados están funcionalizados con grupos
amina. La reacción entre los grupos oxirano del monómero epoxi y los grupos amino de los
nnanotubos se confirma por un aumento de viscosidad de las mezclas cuando se les aplica un
tratamiento térmico de pre-curado.
Mediante calorimetría diferencial de barrido se ha estudiado la influencia de los nanorefuerzos
en la cinética de curado. El objetivo es evaluar si la presencia de nanorefuerzos modifica la
velocidad de la reacción o la conversión máxima alcanzada. Además, la adición de nanotubos
amino-funcionalizados puede cambiar la estequiometría de la reacción.
[1] H. Miyagawa, M.J. Rich, L.T. Drzal, Thermochimica Acta 442, 67-73 (2006).
[2] E.T. Thostenson, T-W. Chou, Carbon 44, 3022-3029 (2006).
Nanocomposites, resinas epoxi, nanofibras de carbono, nanotubos de carbono