Establecimiento del ciclo de curado de preimpregnados aeronáuticos

Establishment of Cure Cycle of Aeronautic Prepregs

El moldeo en autoclave produce compuestos poliméricos, en los que las condiciones de procesamiento pueden optimizarse con el conocimiento fisicoquímico de la matriz polimérica. La reacción de curado evoluciona simultáneamente con los cambios en la reología, lo que normalmente se denomina comportamiento reo-cinético. Con el conocimiento del ciclo de curado adecuado se pueden identificar los pasos en los que se debe aplicar presión y cuándo elevar la temperatura. Este trabajo tiene como objetivo investigar el curado, la cinética y los parámetros reológicos de tres sistemas epoxi preimpregnados, a saber, F161, F584 y 8552, que se utilizan actualmente en la industria aeronáutica brasileña. Se han utilizado técnicas de calorimetría diferencial de barrido (DSC) y reológicas, tanto en modo isotérmico como dinámico. Los datos cinéticos se obtuvieron a partir del DSC dinámico e isotérmico, realizándose las mediciones reológicas durante el curado. Los modelos matemáticos utilizados fueron el modelo de reacción de enésimo orden y el modelo autocatalítico de orden 2. La temperatura de gelificación fue de ~100 °C, y el tiempo de gelificación correspondiente fue de 135 s. Con la determinación de la cinética de curado y de los parámetros reológicos de los sistemas preimpregnados, se estableció un ciclo de curado que permitió obtener compuestos de altas prestaciones mediante el moldeo en autoclave.

INTRODUCCIÓN

La combinación de baja masa específica y alta resistencia y rigidez que proporcionan los materiales compuestos de polímeros avanzados permite que esta clase de materiales se utilice en las industrias aeronáutica y aeroespacial como sustituto de los materiales metálicos tradicionales. Componentes estructurales para aeronaves civiles y militares, como flaps, timón, carenados, empenajes, góndolas, alerones, depósitos de combustible, profundímetros, cono de cola, entre otros, que antes se fabricaban con aleaciones de aluminio, titanio y aceros especiales, ahora se fabrican mayoritariamente en su gran mayoría de estructuras laminadas de materiales preimpregnados fabricados a partir de compuestos de polímeros avanzados.

Los composites poliméricos avanzados pueden ofrecer a los componentes estructurales alta resistencia a la fatiga y a la corrosión, baja conductividad térmica, aislamiento acústico y térmico, y facilidad para obtener geometrías complejas, garantizando un mejor rendimiento en servicio. Con el constante proceso tecnológico, los composites poliméricos avanzados han mostrado nuevos espacios en aplicaciones no aeronáuticas, contribuyendo al mismo tiempo al crecimiento del interés industrial por desarrollar y producir productos más ligeros con elevados niveles de calidad y resistencia estructural.