Resumen

Se obtuvieron compuestos termoplásticos de poliamida 6 y 6.6 reforzados con tejido de fibra de carbono mediante moldeo por compresión y se caracterizaron mediante ensayos destructivos (viga corta, cizallamiento por compresión (CST) y mecánica de fractura), así como mediante inspección no destructiva (análisis por ultrasonidos, microscopía óptica y electrónica de barrido). Los resultados muestran que, en general, la matriz estaba distribuida homogéneamente sobre el tejido de refuerzo. Sin embargo, en los compuestos con mayor contenido de poliamida (>50%) se observaron regiones ricas en matriz entre las capas de tejido. La mecánica de fractura (DCB y ENF), así como los ensayos de viga corta, no mostraron evidencias de fallo interlaminar, ya que se observaron patrones de propagación de grietas lineales no homogéneos en los compuestos investigados. En consecuencia, se realizó un ensayo de cizallamiento por compresión (CST), desarrollado en el Instituto de Investigación de Polímeros de Dresde (Alemania). Este ensayo permitió una caracterización más precisa de los compuestos termoplásticos aquí estudiados.

INTRODUCCIÓN

El proceso de moldeo por compresión en caliente (MCQ) para la producción de compuestos termoplásticos ha suscitado un gran interés en los sectores aeroespacial y automovilístico debido a la posibilidad de producir piezas a escala industrial, cumpliendo con los requisitos de calidad de cada sector. Las ventajas de este proceso incluyen la localización precisa del refuerzo, el control del contenido volumétrico del molde y la producción de piezas con la más variada geometría.

El mecanismo de impregnación del refuerzo por el polímero en la obtención de compuestos mediante moldeo por compresión en caliente muestra que el polímero funcionalizado es prensado a través del material de refuerzo, y la matriz se filtra y fluye a lo largo del plano del refuerzo. En el procesamiento de compuestos termoplásticos, también se produce un cizallamiento intralaminar a lo largo de la dirección de las fibras y deslizamiento interlaminar de las capas en diferentes orientaciones. 

Un gran número de variables pueden correlacionarse con este proceso, tales como características del polímero y del refuerzo, temperatura, presión y tiempo de moldeo, geometría del molde, entre otras. Además, es bien sabido que, para cualquier material con comportamiento viscoelástico, las características reológicas afectan a las propiedades finales del compuesto obtenido. La viscosidad del polímero y la permeabilidad del refuerzo son también dos parámetros importantes en este proceso. El contenido volumétrico de fibras en el compuesto tiene un impacto significativo en las propiedades mecánicas del material. Sin embargo, un aumento del contenido de fibra puede dar lugar a una mayor resistencia a la infiltración de la matriz en el refuerzo durante el procesamiento, lo que puede provocar discontinuidades en el compuesto final. 

• Materias:Propiedades mecánicas Poliamidas Materiales compuestos termoplásticos Fibra de carbono
• Subjects:Mechanical properties Polyamides Thermoplastic composites Carbon fibre
• Palabras claves:Compuestos termoplásticos; Poliamida; Fibras de carbono; Pruebas mecánicas
• Keywords:Thermoplastic composites; Polyamide; Carbon fibers; Mechanical tests