Materiales Compuestos Jerárquicos

Resumen

Los plásticos reforzados con fibra continua (FRP) se utilizan extensamente como elementos estructurales en una gran variedad de sectores, como el civil, transporte, energía, o marina, entre otros, gracias a sus excelentes propiedades mecánicas y bajo peso. Sin embargo, su relativa debilidad a la compresión y propiedades interlaminares limita su campo de aplicación. Por ello, ha surgido un creciente interés en el desarrollo de materiales compuestos jerárquicos o multiescalares, en los que un refuerzo con dimensiones nanométricas se introduce en los FRP convencionales.

La mayoría de los trabajos se han centrado en el uso de los nanotubos de carbono (CNTs) debido a sus extraordinarias propiedades intrínsecas. Además de sus buenas propiedades mecánicas, los CNTs poseen excelentes propiedades eléctricas y térmicas, lo que les convierte en un material atractivo como refuerzo de matrices poliméricas. Los CNTs proporcionan refuerzo intralaminar e interlaminar, mejorando así, la resistencia a la delaminación y las propiedades en dirección al espesor, sin por ello, comprometer las propiedades en la dirección al plano.

En los últimos años, ha surgido un gran interés en el uso del grafeno como refuerzo de nanocompuestos poliméricos. Con respecto a los CNTs, el grafeno presenta ventajas como un menor coste, mayor área superficial y mayor facilidad de procesado. El grafeno se dispersa más fácilmente en la resina y provoca un menor aumento de la viscosidad, lo cual facilita la impregnación de las fibras.

En este trabajo, se analiza la fabricación y caracterización de materiales compuestos jerárquicos de resina epoxi y fibra de carbono continua reforzado con grafeno como fase nanométrica, mediante el proceso de infusión de resina asistida por vacío.