Resumen

Los nanocompuestos de poli(éter éter cetona) que contienen nanofibras de carbono (CNF) cultivadas al vapor se produjeron utilizando técnicas estándar de procesamiento de polímeros. A altas velocidades de cizallamiento no se observó un aumento significativo de la viscosidad de la resina. Sin embargo, la adición de las CNF se traduce en una mayor resistencia a la fusión a 360°C. La microscopía electrónica confirmó la dispersión homogénea y la alineación de las nanofibras en la matriz polimérica. La evaluación de las propiedades mecánicas del compuesto reveló un aumento lineal de la rigidez y la resistencia a la tracción con fracciones de carga de nanofibras de hasta el 15% en peso, mientras que la ductilidad de la matriz se mantuvo hasta el 10% en peso. Una interpretación del rendimiento del compuesto mediante la teoría de las fibras cortas dio como resultado unas propiedades de rigidez intrínseca bastante bajas de las CNF cultivadas al vapor. Se utilizó calorimetría diferencial de barrido para investigar la cinética de cristalización y el grado de cristalinidad. Se observó que los CNF no actuaban como núcleos. Además, se realizaron ensayos de deslizamiento unidireccional contra dos materiales homólogos diferentes (acero martensítico para rodamientos 100Cr6 y acero inoxidable austenítico X5CrNi18-10). Se observó que las nanofibras de carbono reducían significativamente la tasa de desgaste del PEEK.

INTRODUCCIÓN

Las fibras de carbono se utilizan ampliamente hoy en día como refuerzos para matrices poliméricas en muchas aplicaciones de alta tecnología debido a su elevado módulo de tracción específico, su resistencia y excelentes propiedades eléctricas y térmicas. De hecho, existen fibras de carbono con estructuras y propiedades diversas. Los nanotubos de carbono y las nanofibras de carbono (CNF) son de gran interés científico, ya que las propiedades de un material dependen cada vez más del tamaño a bajas dimensiones. Las predicciones teóricas iniciales y las observaciones experimentales de un rendimiento mecánico excepcional han suscitado un gran interés en los nanocompuestos poliméricos que contienen nanotubos. Otra ventaja de estos refuerzos a nanoescala es la mejora de la procesabilidad y reciclabilidad de los nanocompuestos termoplásticos. Las técnicas estándar de procesamiento y reciclado de polímeros no descomponen el material de relleno, un problema habitual incluso en polímeros con fibras cortas. Además, el pequeño tamaño de los nanorrellenos garantiza un excelente acabado superficial y puede permitir el refuerzo de estructuras finas como fibras, películas y matrices de compuestos convencionales.

Doce años después del descubrimiento de los nanotubos de carbono, seguimos sin conocer a fondo las relaciones entre la estructura y las propiedades de la gran variedad de nanoestructuras disponibles en la actualidad. Se sabe que las diferencias estructurales y los defectos presentes en la mayoría de las nanoestructuras influyen en sus propiedades. Para explotar plenamente su potencial, es esencial comprender a fondo estas relaciones entre estructura y propiedades. 

• Materias:Reología Propiedades mecánicas Nanofibras Carbono Tribología
• Subjects:Rheoloy Mechanical properties Nanofibers Carbon Tribology
• Palabras claves:Nanofibras de carbono; PEEK; Reología; Tribología; Refuerzos discontinuos
• Keywords:Carbon nanofibers; PEEK; Rheology; Tribology; Discontinuous reinforcements