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Artículos Regulares


Rev. LatinAm. Metal. Mat. 2013, 33(1): 54-65

ESTUDIO COMPARATIVO DE LAS PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS DE COMPUESTOS CON NANOFIBRAS DE CARBONO (CNF) Y NANOTUBOS DE CARBONO DE MÚLTIPLE PARED (MWCNT) EN UNA MATRIZ TERMOPLÁSTICA DE POLIÉTER SULFONA (PES)
(COMPARATIVE STUDY OF THE PHYSICO-MECHANICAL PROPERTIES OF COMPOSITES WITH CARBON NANOFIBRES (CNF) AND MULTIWALL CARBON NANOTUBE (MWCNT) IN A POLYETHER SULFONE (PES) MATRIX)

Bladimir Azdrubal Ramón Valencia, Natalia Hernandez Montero, José Ramón Sarasua Oiz

Online: 25-01-2012

GA-240

Abstract


En este trabajo de investigación, se desarrollaron nuevos materiales compuestos combinando nanotubos de carbono (MWCNT) y nanofibras de carbono (CNF) con poliéter sulfona (PES). Las mezclas se realizaron desde el fundido en una extrusora y posteriormente moldeados por inyección con cantidades de MWCNT (1, 3 y 5 % en peso) y de CNF (2.5, 5 y 10% en peso). La calorimetría diferencial de barrido (DSC) sirvió para el estudio de las transiciones térmicas de la matriz. Las propiedades visco-elásticas se midieron a través de un analizador dinámico-mecánico (DMA), con incremento del módulo elástico (G’) con la adición de nanopartículas de carbono. La evaluación de las propiedades mecánicas entre el conjunto de compuestos analizados, demostraron mayor eficiencia en aquellos que contienen MWCNT. Haciendo uso de la mecánica de fractura elástico lineal (MFEL) se realizaron ensayos al impacto Charpy con el objeto de determinar el valor de Gc mediante el método de Plati y Williams. La dispersión de los MWCNT y las CNF fue analizada sobre la superficie de fractura obtenida de los ensayos de tracción por SEM. Aunque no se realizaron pre-tratamientos a las fibras, las micrografías revelaron una mejor distribución de los nanotubos de carbono en la matriz.

In this research new composite materials have been developed by combining carbon nanotubes (MWCNT), carbon nanofibers(CNF) and polyether sulfone (PES).The mixtures were prepared by melting them together in an extruder and then the injection was molded with lots of MWCNT (1, 3 and 5% by weight) and CNF (2.5, 5 and 10% by weight). Differential scanning calorimetry (DSC) was used to study the thermal transitions of the matrix. The viscoelastic properties were measured through a dynamic-mechanical analyzer (DMA), with an increase of elastic modulus (G') and with the addition of carbon nanoparticles. The evaluation of mechanical properties among all the compounds tested showed greater efficiency in those containing MWCNT. Using the linear elastic fracture mechanics (LEFM), tests were conducted on the impact of Charpy in order to determine the value of Gc by Plati and Williams method. The dispersion of the MWCNT and CNF were analyzed on the fracture surface obtained from tensile tests by SEM. Although the fibers were not pre-treated the micrographs revealed a better distribution of carbon nanotubes in the matrix.


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