DESARROLLO DE MATERIALES COMPUESTOS DE NUEVA GENERACIÓN CON ALTA CONFORMABILIDAD PARA APLICACIONES AERONÁUTICAS
Fecha
2023-10-27
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Editor
Universidad Rey Juan Carlos
Resumen
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.
Descripción
Trabajo Fin de Grado leído en la Universidad Rey Juan Carlos en el curso académico 2023/2024. Directores/as: Javier Gómez Sánchez, Xoan Xosé Fernández Sánchez-Romate
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