DESARROLLO DE MATERIALES COMPUESTOS DE NUEVA GENERACIÓN CON ALTA CONFORMABILIDAD PARA APLICACIONES AERONÁUTICAS

Abstract

Es bien sabido que existe una creciente demanda en cuanto a materiales compuestos en la industria aeroespacial, principalmente por sus insuperables propiedades específicas.

Sin embargo, la irreversibilidad de los enlaces de las comúnmente utilizadas matrices termoestables genera una serie de problemáticas, ya que no son capaces de ser procesadas tras el curado de la pieza. Por este motivo, surgen los altamente conocidos preimpregnados, que son compuestos parcialmente curados y almacenados, bajo unas ciertas condiciones, para posteriormente aplicarlos a superficies o componentes. Este factor genera dificultades industriales como por ejemplo la velocidad de producción, el alto costo de la maquinaria, almacenamiento de preimpregnados, procesos de aplicación complejos (etc.)

En el presente proyecto se estudia la termoconformabilidad tras el curado de láminas CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) con una matriz termoestable compuesta por enlaces dinámicos covalentes. Esta matriz se compone de enlaces disulfuro que son capaces de romper y formar nuevos enlaces tras ciertos estímulos, como puede ser la temperatura. Este estado proporciona maleabilidad de los compuestos. La matriz está formada por Diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA) como monómero y 2-Aminofenil disulfuro (2-AFD) como endurecedor.

Mediante el apilado manual y prensado hidráulico se consigue fabricar los compuestos utilizados en el proyecto. Para dar una amplia gama de resultados, se fabrican laminados CFRP de 4, 6 y 8 capas de tejido de carbono 5HS con relaciones estequiométricas amina/epoxi de 1.00, 1.05, 1.10 y 1.20 sobre la relación estequiométrica entre DGEBA y 2-AFD.

Tras los ensayos de las propiedades termomecánicas y físicas del compuesto se consigue demostrar su viabilidad en aplicaciones de altos requerimientos, ya que los resultados se aproximan a los estándares aeronáuticos. Las pruebas de termoconformado demuestran la viabilidad del compuesto a ser moldeado tras haber sido curado previamente. Se identifica que los altos contenidos de 2-AFD son favorables para conformar los laminados. A su vez, es importante destacar que los hallazgos realizados sugieren áreas de mejora para futuras investigaciones en términos de resistencia y calidad del material.