Efecto del envejecimiento térmico en el comportamiento mecánico de la resina Epoxi reforzada con fibra de carbono

Resumen

La mayoría de los materiales compuestos que se utilizan actualmente para la fabricación de componentes estructurales destinados a la industria aeronáutica se han fabricado utilizando una matriz termoestable, como la resina epoxi [1]. La región de estabilidad de estos polímeros está definida por la temperatura de transición vítrea (T_g) [2]. Sin embargo, las temperaturas de servicio cercanas y por encima de la T_g pueden causar una variación en las propiedades del polímero y, en consecuencia, modificar las propiedades mecánicas del material compuesto [3]. Por lo tanto, es necesario comprender los mecanismos de degradación térmica que ocurren en el material para asegurar la estabilidad y durabilidad del componente [4,5].

En este trabajo se estudia el efecto de la temperatura y el tiempo de exposición en el comportamiento a impacto y a flexión de los materiales compuestos de resina epoxi reforzados con fibra de carbono. Para ese propósito, se consideran tratamientos de envejecimiento a temperaturas por debajo y por encima de la T_g y posteriormente se realizan ensayos de impacto y de flexión para evaluar el efecto de la temperatura en las propiedades mecánicas del material compuesto. Se ha observado que el envejecimiento térmico causa dos efectos diferentes: a temperaturas por debajo de la T_g, se produce un aumento de la resistencia máxima debido a un efecto de post-curado; sin embargo, a temperaturas de envejecimiento mayores, las propiedades mecánicas disminuyen debido a la termo-oxidación de la resina epoxi y la pérdida de adherencia en la interfaz matriz / fibra.

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