Tesis doctoral de Julio Cesar Velázquez Infante
El desarrollo de la presente tesis doctoral implicó la preparación de films de pla y pla reforzado con arcilla, así como la aplicación de diferentes tratamientos termomecánicos a los mismos. Las matrices utilizadas fueron dos grados comerciales de pla, mientras que la arcilla elegida fue una montmorillonita comercial organomodificada (o-mmt). El mezclado de la o-mmt con el pla se realizó mediante extrusión doble husillo. Los films se obtuvieron utilizando dos vías de procesamiento diferente: extrusión monohusillo y extrusión doble husillo, ambas seguidas de un calandrado. En los films se varió la matriz, la concentración de o-mmt y, en algunos casos, se adicionó un agente nucleante. a los films se les aplicó un tratamiento térmico de rejuvenecimiento, lo que permitió su estudio en dos estados diferentes: rejuvenecido y envejecido. El comportamiento de los films durante y después de un proceso de termoconformado se estudió mediante: (i) ensayos de tracción a elevada temperatura y diferentes velocidades de deformación y (ii) orientación uniaxial de muestras de los materiales y su posterior caracterización. la caracterización de los films incluyó: (i) análisis de la morfología de los nanocompuestos (ii) análisis de imágenes (iii) determinación del tamaño molecular de la matriz de pla, (iv) análisis del comportamiento térmico (v) determinación de las propiedades mecánicas a tracción y (vi) determinación de los parámetros a fractura mediante la aplicación de la técnica de ewf. el análisis morfológico reveló que los nanocompuestos presentaron estructuras intercaladas, aunque también se observaron laminillas exfoliadas y partículas aglomeradas. La observación por microscopia fib-sem demostró que durante el proceso de extrusión-calandrado se generó una morfología anisotrópica, lo que se evidenció en el comportamiento mecánico y a fractura de los films de pla/o-mmt. el procesado provocó una disminución de la masa moleculra promedio en peso (mw__) de la matriz de pla en todos los films preparados. Sin embargo, ésta reducción de mw__ fue mucho más significativa en los films de nanocompuesto que en los films de pla y se incrementa al aumentar el contenido de arcilla. por su parte, el tratamiento de rejuvenecimiento provocó una transición frágil-dúctil que permitió la aplicación de la técnica de ewf, pudiendo relacionar los parámetros obtenidos con la caracterización térmica, mecánica y morfológica. los parámetros mecánicos determinados a tracción se vieron afectados sólo cuando el contenido de arcilla fue de 2.5 % en peso. No obstante, la simple presencia de arcilla provocó cambios en los mecanismos de deformación, evidenciado por la aparición de un fenómeno de emblanquecimiento por tensión debido a la formación de microdefectos causados por la descohesión de la o-mmt. la tenacidad de fractura del pla aumentó con el tratamiento térmico de rejuvenecimiento. La adición de o-mmt aumentó la tenacidad de los films envejecidos, debido a que promueve el desarrollo de mecanismos de disipación de energía tales como la descohesión y el crecimiento de microvacíos. Este incremento de la tenacidad de fractura queda enmascarado en los films rejuvenecidos por la elevada tenacidad de la matriz. finalmente, los ensayos de tracción uniaxial desarrollados a elevada temperatura y diferentes velocidades de separación de mordazas provocaron la aparición de una fase mesomórfica en la matriz de pla que fue identificada por waxs y ft-ir. La caracterización de muestras previamente orientadas desveló la influencia del proceso de termoconformado en el comportamiento mecánico y termo dinamomecánico, pudiendo relacionar estas variaciones con la morfología inducida por el estiramiento. Estos resultados, permitieron establecer las condiciones matriz-aditivos-procesamiento óptimas para la fabricación de productos de pla mediante termoconformado, estables a solicitaciones termomecánicas.
Datos académicos de la tesis doctoral «Relación estructura-propiedades de films de nanocompuestos de pla«
- Título de la tesis: Relación estructura-propiedades de films de nanocompuestos de pla
- Autor: Julio Cesar Velázquez Infante
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 25/07/2012
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- María LLuisa Maspoch RulduÁ
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Antonio Martínez benasat
- María dolores Bermudez olivares (vocal)
- julio José Suay anton (vocal)
- Juan Lopez Martinez (vocal)