Evaluación térmica y reológica de la matriz termoplástica PEKK para aplicaciones aeronáuticas

Thermal and Rheological Evaluation of PEKK Thermoplastic Matrix for Aeronautical Application

En los últimos años, la matriz termoplástica PEKK semicristalina utilizada en compuestos poliméricos avanzados ha suscitado un gran interés para aplicaciones aeroespaciales. La mayor temperatura de transición vítrea, la alta resistencia y rigidez, la baja absorción de humedad, la excelente resistencia medioambiental combinada con su baja densidad hacen del PEKK una opción atractiva para una gran variedad de aplicaciones en el campo aeroespacial y aeronáutico. El objetivo del presente trabajo es analizar la influencia de los parámetros térmicos y reológicos del PEKK utilizando las técnicas de infrarrojo por transformada de Fourier (FT-IR), calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría (TG) y reología, en la definición del ciclo térmico de procesado a utilizar con el moldeo por compresión en caliente de compuestos termoplásticos. 

Los resultados obtenidos a partir de los análisis térmicos y reológicos mostraron que el PEKK posee un atractivo equilibrio de propiedades, tales como una elevada temperatura de transición (Tg = 153-156 °C) y de poder ser procesado a una temperatura moderada, entre las temperaturas de fusión (310-325 °C) y degradación (352-366 °C), principalmente cuando se compara con otros polímeros, incluyendo PEEK (poliéter éter cetona), PEI (Polieterimida) y PPS (polisulfuro de fenileno). A partir de estos resultados, fue posible establecer parámetros térmicos y reológicos adecuados para su uso en el moldeo por compresión en caliente de laminados poliméricos avanzados.

INTRODUCCIÓN

Los compuestos poliméricos avanzados para aplicaciones aeronáuticas y espaciales han ido ganando cada vez más mercado internacional. El rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología de materiales, la necesidad de materiales de alto rendimiento y el desarrollo de sofisticados métodos numéricos para el análisis estructural, combinados con la necesidad de garantizar la calidad, la reproducibilidad y la previsibilidad del comportamiento a lo largo de la vida útil de la estructura, han impulsado la producción de materiales con alta resistencia mecánica y rigidez, baja masa específica y coste competitivo. En la actualidad, algunos polímeros termoplásticos de alto rendimiento, como el PEEK (poliéter éter cetona), PEI (polieterimida) y PPS (sulfuro de polifenileno), han desempeñado un papel importante en el mercado aeronáutico. Aunque estos polímeros tienen excelentes propiedades físicas, mecánicas y térmicas, como se muestra en la Tabla 1, los rigurosos requisitos y el mercado vinculado a la industria aeronáutica motivan la búsqueda de matrices poliméricas con mejores prestaciones y costes más competitivos.