Evaluación de Ciclos Térmicos durante el Conformado por Compresión de Piezas Fabricadas con Polifenilsulfuro Reforzado con Fibra de Carbono Continua

Thermal Cycles Evaluation during the Compression Forming of Parts Made of Polyphenylsulphide Reinforce with Continuous Carbon Fiber

Se fabricaron piezas de compuestos termoplásticos mediante el proceso de moldeo por compresión en prensa caliente con tres ciclos térmicos diferentes, que se evaluaron empleando el análisis comparativo de materiales, antes y después de la fabricación de las piezas. Las propiedades de los laminados y las piezas se evaluaron mediante inspección visual, presencia de huecos o delaminación mediante microscopía óptica, grado de cristalinidad (DoC) utilizando la técnica DSC y propiedades mecánicas haciendo uso del ensayo de flexión. Los resultados mostraron que no había delaminación ni huecos. Sin embargo, cuando se utilizó el molde más frío (100 °C), las propiedades mecánicas disminuyeron hasta un 25% y se observó una diferencia significativa del DoC desde las superficies de la pieza en contacto con el molde (13%) hasta su centro (21%). Esto no ocurrió con las otras condiciones de procesado (moldes a 170 y 210 °C), que presentaron DoC en torno al 20%.

INTRODUCCIÓN

Uno de los objetivos del desarrollo de la tecnología de compuestos poliméricos avanzados es formar un conjunto de materiales que combinen alta resistencia y rigidez, lo que hace que estos materiales sean atractivos como sustitutos de las aleaciones metálicas en aplicaciones aeroespaciales[1-3]. Con vistas a las aplicaciones de alto rendimiento, en la década de 1980 se introdujeron nuevas matrices termoplásticas semicristalinas en el procesado de composites estructurales, como el sulfuro de polifenileno (PPS) y la poliéter éter cetona (PEEK), que tienen mayor resistencia química que las resinas epoxi convencionales utilizadas en el procesado de composites termoestables[2]. Desde este acontecimiento, ha habido un interés creciente en el uso de compuestos termoplásticos, debido básicamente a tres razones diferentes: en primer lugar, el procesamiento puede ser más rápido en comparación con los termoestables ya que no requiere ciclos de curado relativamente largos, requiriendo únicamente calentamiento, conformado y enfriamiento. 

En segundo lugar, las propiedades son atractivas, especialmente la alta resistencia a la delaminación, la mayor tolerancia a los daños, la baja absorción de humedad y la buena resistencia química de los termoplásticos semicristalinos. En tercer lugar, teniendo en cuenta las preocupaciones ecológicas, los compuestos termoplásticos son menos tóxicos, ya que no liberan sustancias químicas, como las que pueden liberarse durante el curado de las resinas, además de ser fundibles y/o solubilizables en disolventes adecuados y ser reciclables o combinarse con otros materiales reciclables[2].