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

  • Miguel Ángel Caminero Torija
  • Irene Garcia Moreno UCLM
  • Gloria Patricia Rodríguez Donoso
  • Juan José López Cela

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 (Tg) [2]. Sin embargo, las temperaturas de servicio cercanas y por encima de la Tg 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 Tg 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 Tg, 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.


[1] E. Selver, P. Potluri, C. Soutis, Impact damage tolerance of thermoset composites reinforced with hybrid commingled yarns, Compos. Part B 91 (2016) 522-538.


[2] E. Ernault, E. Richaud and B. Fayolle, Origin of epoxies embrittlement during oxidative ageing, Polymer Testing 63 (2017) 448-454


[3] A. Mlyniec, J. Korta, R. Kudelski and T. Uhl, The influence of the laminate thickness, stacking sequence and thermal ageing on the static and dynamic behaviour of carbon/epoxy composites, Composite Structures 118 (2018) 208-216


[4] A. P. C. Barbosa, A. P. P. Fulco, E. S. S. Guerra, F. k. Arakaki, M. Tosatto, M. C. B. Costa and J. D. D. Melo, Accelerated ageing effect son carbon fibre/epoxy composites, Composites Part B, 110 (2017) 298-306


[5] S. Marouani, L. Curtil and P. Hamelin, Ageing of carbon/epoxy and carbon/vinylester composites used in the reinforcement and/or the repair of civil engineering structures, Composites Part B, 43 (2012) 2020-2030

Publicado
2021-01-18
Como citar
CAMINERO TORIJA, Miguel Ángel et al. Efecto del envejecimiento térmico en el comportamiento mecánico de la resina Epoxi reforzada con fibra de carbono. Materiales Compuestos, [S.l.], v. 5, n. 1, p. 2-7, jan. 2021. ISSN 2531-0739. Disponible en: <https://revista.aemac.org/materiales-compuestos/article/view/223>. Fecha de acceso: 16 june 2021