Materiales compuestos con capacidad de autorreparación

Abstract

Los polímeros reforzados con fibras (FRPs) son materiales de altas prestaciones formados por fibras continuas o largas, hasta un 70 %, impregnadas en una matriz polimérica. Estos materiales tienen excelentes propiedades mecánicas, gran resistencia a la corrosión y a los agentes químicos, buena estabilidad térmica y gran ligereza, lo que explica su excelente relación resistencia-peso. Por todo ello, se utilizan cada vez más como materiales estructurales en una amplia gama de sectores como el transporte, la energía, la construcción, la industria y el deporte, entre otros. Sin embargo, estos materiales no están exentos de daños y su ciclo de vida es limitado. La demanda tecnológica actual exige materiales sostenibles para reducir la cantidad de residuos. Una alternativa es dotar al material compuesto de una capacidad de autorreparación, de modo que pueda repararse de forma autónoma cuando se dañe. Esta tesis tiene como objetivo el desarrollo de polímeros reforzados con fibra (FRPs) con capacidad autorreparadora a través del uso de mezclas poliméricas. Se utilizaron tres tipos de sistemas, dos de ellos basados en polímeros termoplásticos, poli(etileno-co-ácido metracrílico) (EMAA) y poli(metil metacrilato) (PMMA), y uno de ellos mediante el uso de un polímero superabsorbente, la poli(acrilamida-co-ácido acrílico) sal de potasio (SAP). La gran ventaja de usar mezclas poliméricas, frente a otros sistemas, es que es posible utilizar una resina termoestable comercial, lo cual hace que sea un método sencillo, económico y fácilmente escalable a nivel industrial...Fiber-reinforced polymers (FRPs) are high performance materials usually made of continuous or long fibres, up to 70%, impregnated with a polymer matrix. These materials have excellent mechanical properties, high resistance to corrosion and chemical agents, good thermal stability, and great lightness, which accounts for their excellent strength-to-weight ratio. For all these reasons, they are increasingly used as structural materials in a wide range of sectors such as transport, energy, construction, industry and sports, among others. However, these materials are not exempt from damage and their life cycle is limited. The current technological demand requires sustainable materials to reduce the amount of waste. One alternative is to provide the composite material with a self-repairing capacity, so that it can be repaired autonomously when damaged. This Thesis aims to develop fiber reinforced polymers (FRPs) with self-healing capacity through the use of polymeric blends. Three types of systems were used, two of them based on thermoplastic polymers, poly(ethylene-co-methacrylic acid) (EMAA) and poly(methyl methacrylate) (PMMA), and one of them using a superabsorbent polymer, poly(acrylamide-co-acrylic acid) potassium salt (SAP). The great advantage of using polymeric blends is that a commercial thermoset resin (epoxy) is used, which makes it a simple, economical, and easily scalable method at an industrial level...