Resumen

Este trabajo muestra el estudio fractográfico de superficies fracturadas resultantes de ensayos de tracción de compuestos termoplásticos basados en poli(propileno-co-etileno) (PP-PE) y copolímeros PP-PE modificados reforzados con fibras continuas de carbono (FC). La matriz de PP-PE se modificó con dos agentes denominados AM1 (basado en anhídrido maleico) y AM2 (que contiene un agente elastomérico), respectivamente. Se fabricaron tres laminados diferentes: CF/PP-PE, CF/PP-PE(AM1) y CF/PP-PE(AM2). Los mejores resultados de resistencia a la tracción y módulo elástico se determinaron para el laminado CF/PP-PE(AM1) (507,6 ± 11,8 MPa y 54,7 ± 2,4 GPa, respectivamente). Estos resultados muestran que el agente AM1 contribuyó a aumentar la interacción fisicoquímica entre el CF y la matriz PP-PE. Esta condición proporcionó una mejor transferencia de carga de la matriz al refuerzo. Los análisis de microscopía electrónica de barrido de las superficies de fractura muestran los aspectos fractográficos de las muestras y permiten evaluar la adhesión fibra/matriz-interfacial. 

Se observa una adhesión pobre para los laminados CF/PP-PE y CF/PP-PE(AM2) con la presencia de impresiones de fibra en las regiones ricas en polímero y superficies de fibra totalmente desprotegidas de matriz polimérica. Por otro lado, se observa una adhesión más consistente en el laminado CF/PP-PE(AM1). Este resultado concuerda con los datos del ensayo de tracción y muestra la presencia de una buena interacción entre los constituyentes del laminado. La correlación de los resultados mecánicos y fractográficos con las curvas de viscosidad compleja frente a la temperatura de las matrices poliméricas estudiadas muestra que la viscosidad de la matriz no afectó a la humectabilidad del refuerzo.

INTRODUCCIÓN

Los avances tecnológicos y los estrictos requisitos exigidos por las industrias aeroespacial, marina, automotriz y de equipos deportivos han promovido el creciente uso de composites poliméricos estructurales reforzados con fibras de carbono en estas áreas. Esta tendencia se debe a la baja densidad (1.4-1.6 g/cm³) de esta clase de materiales, asociada a altos valores tanto de rigidez específica como de resistencia mecánica, características que cumplen con requisitos estrictos en servicio. Además, el procesamiento de componentes con estos materiales es muy versátil, siendo capaz de producir piezas de grandes dimensiones y formas complejas.

En este contexto, los composites termoestables se han establecido en un lugar destacado en el área de materiales estructurales. Pero más recientemente, el estudio y uso de composites termoplásticos reforzados con fibras continuas en segmentos académicos e industriales ha aumentado, considerando su alto rendimiento estructural y propiedades mecánicas similares o superiores a las obtenidas con composites termoestables. 

• Materias:Propiedades reológicas Materiales compuestos termoplásticos Fractografía Fibra de carbono
• Subjects:Rheological properties Thermoplastic composites Fractography Carbon fibre
• Palabras claves:Fractografía; Compuesto termoplástico; Fibra de carbono; PP-PE
• Keywords:Fractography; Thermoplastic composite; Carbon fiber; PP-PE