Influencia de la presión en la cinética de curado, análisis de volumen libre local y estudio interfacial en matrices termoestables de tipo epoxi curadas con diversas aminas

Resumen

Los polímeros termoestables basados en resinas epoxi son ampliamente utilizados con adhesivos de altas prestaciones y matrices para composites debido a sus excepcionales propiedades mecánicas y térmicas. Durante el curado, las resinas epoxi forman una red tridimensional infinita altamente entrecruzada cuya estructura conlleva a las propiedades ingenieriles deseadas Sin embargo, no todos los parámetros que influyen en la formación de dicha red están controlados. Así, factores como la presión de curado o la elección de los reactivos en función de su estructura química afectan la formación de la red tridimensional variando la velocidad de reacción y el tamaño de los huecos de volumen libre. Con el fin de mejorar el conocimiento de algunos de los parámetros que controlan la formación de la red, en esta tesis se han planteado 3 objetivos particulares: estudio de la influencia de la presión en la cinética de curado de un sistema epoxi/amina; análisis de la variación de volumen libre local en función de la estructura química de los reactivos y de los ciclos de curado empleados; y estudio de la difusión interfacial de sistemas compuestos formados por una resina epoxi/amina y un termoplástico. La combinación de técnicas delatométricas y calorimétricas ha permitido proponer un modelo cinético mecanístico que predice el comportamiento cinético de formación del material termoestable tanto en función de la temperatura como de la presión. Por otro lado, se presentan los resultado de tamaño de huecos de volumen libre en función de varios factores que gobiernan la formación de la red tridimensional como son la estructura química del agente de curado, el ciclo de curado empleado y la longitud de cadena de los monómeros, así como su flexibilidad mediante medidas de espectroscopía de tiempos de vida de aniquilación de positrones. Por último, se ha empleado la microscopía de fuerzas atómicas y la indentación, en la llamada técnica de nanoindentación, con lo que se puede realizar el estudio de propiedades mecánicas, tales como la rigidez, en una sección muy reducida del material conteniendo varias intercaras.