Influencia de la modificación de la matriz y del tratamiento de la fibra en la respuesta mecánica a diversas solicitaciones de materiales composites basados en fibras de carbono y matrices epoxi tetrafuncionales

Resumen

El incremento en el uso de materiales composites de fibra de carbono en sectores industriales avanzados exige la caracterización de la mecánica de la fractura de este tipo de materiales para que cualquier evento circunstancial durante su vida en servicio pueda ser controlado. La presente tesis doctoral se ha orientado en la citada dirección estudiando laminados composites de tejidos de fibra de carbono y matriz orgánica de tipo epoxi tetrafuncional, fabricados por comprensión. Así, se ha trabajado tanto en la modificación de la matriz con dos tipos de termoplásticos -con diversos porcentajes-, así como en la modificación superficial de la fibra con distintos tratamientos (sinzing), y en la combinación de ambas modificaciones. Para ello, se han optimizado los procesos de fabricación de los distintos laminados así como de sus respectivas matrices, a través de la caracterización reocinética de los procesos de curado. Estos sistemas han sido también caracterizados por análisis dinámico-mecánicos. El estudio se ha basado en ensayos mecánicos de distintos tipos: flexión a tres puntos, ensayos de cortadura como cizalladura en viga corta (ILSS) e Iosipescu, y ensayos de tenacidad a la fractura tanto de las distintas matrices como de sus correspondientes laminados, flexión con entalla final (ENF). El objetivo ha sido relacionar las propiedades mecánicas obtenidas con la microestructura de la matriz así como con aspectos relacionados con la interfase fibra/matriz en función de las modificaciones realizadas tanto a nivel de la matriz como de la fibra.