Tesis doctoral de Tobias Martin Abt
La presente tesis trata de la modificación del butilén tereftalato cíclico (cbt) con el propósito de mejorar alguna de sus propiedades finales y expandir sus aplicaciones. En presencia de un catalizador y temperatura, el cbt reacciona y a través de un proceso de apertura de anillo, polimeriza dando lugar al pcbt. Sin embargo, el polímero resultante es intrínsecamente frágil. En este trabajo se han estudiado diversas modificaciones tanto físicas como químicas (procesado, extensores de cadena, nanopartículas) con el objetivo de incrementar la tenacidad del pcbt. En primer término se estudió el efecto que la ruta específica de procesado tiene sobre las propiedades y si bien en todos los casos se obtuvo un material frágil, se ha descubierto también que una pequeña cantidad de tetrahidrofurano puede hacer el pcbt más tenaz aunque sea de manera temporal. el uso de extensores de cadena polifuncionales de bajo peso molecular, como resinas epoxídicas o isocianatos ha resultado ser particularmente efectivo. Así en el pcbt modificado con dichos agentes se obtuvieron notables incrementos de tenacidad sin significativa afectación de otras propiedades como el módulo de young o la tensión de fluencia, como normalmente ocurre en procesos como la plastificación o la copolimerización. por otra parte se han preparado y analizado diversos nanocompuestos con cbt modificado añadiendo diferentes nanopartículas como montmorillonita, grafeno o polyhedral oligomeric silsesquioxanes (poss). Los nanocompuestos formados con arcilla exhibieron unas estructuras intermedias entre intercaladas y floculadas, con alta resistencia y rigidez en tracción y deformación a rotura de tipo semi-dúctil. El posterior injerto de un extensor de cadena en la superficie de la arcilla modificada permitió la reacción con el pcbt durante la polimerización, alcanzándose en este caso estructuras con arcilla exfoliada y dispersada a lo largo de la matriz. La aplicación de esta estrategia con el grafeno no dio lugar a su exfoliación debido a las fuertes interacciones existentes entre sus láminas. El uso de partículas poss tiene un gran potencial para la modificación del pcbt, sin embargo el reto es encontrar una nanopartícula de este tipo que no interfiera con la polimerización de anillo del cbt. finalmente las estrategias de incremento de tenacidad descritas se han aplicado en la fabricación de compuestos de pcbt reforzados con fibras de carbono. En este caso la resistencia a cizalla interlaminar, a flexión y la deformación a rotura se incrementaron hasta casi un 60% con respecto a los compuestos no modificados. esta tesis se ha realizado en el centre catalí del plí stic (ccp) y en el departamento de ciencia de materiales e ingeniería metalúrgica de la universidad politécnica de catalunya (upc). Asimismo, una parte del trabajo experimental se ha llevado a cabo en el departamento de mecánica y producción industrial de la universidad de mondragón y también en el department of polymer engineering of budapest university of technology and economics (budapest, hungría).
Datos académicos de la tesis doctoral «Study of the properties of modified cyclic butylene terephthalate and its composites«
- Título de la tesis: Study of the properties of modified cyclic butylene terephthalate and its composites
- Autor: Tobias Martin Abt
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 11/07/2014
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Miguel Sánchez Soto
- Tribunal
- Presidente del tribunal: María lLuisa Maspoch rulduí
- josep Costa balanzat (vocal)
- joseph Karger-kocsis (vocal)
- ion Aurrekoetxea narbarte (vocal)