Durabilidad y biodeterioro de materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibras naturales: efecto de tratamientos de plasma
- Autores: Maria Belén Enciso Ramos
- Directores de la Tesis: Miguel Angel Martínez Casanova (dir. tes.), Juana Abenojar Buendía (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Carlos III de Madrid ( España ) en 2018
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Carlos del Real Romero (presid.), Mariola Pantoja Ruiz (secret.), Francisca Aran-Ais (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencia e Ingeniería de Materiales por la Universidad Carlos III de Madrid
- Materias:
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- Resumen
En la presente Tesis Doctoral se han utilizado dos procesos de plasma frio, plasma de baja presión (LPP) y plasma atmosférico por antorcha (APPT), con el fin de resolver los problemas fundamentales de los de materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibras naturales: la débil interfase entre refuerzo y matriz producida por la mala adhesión entre fibras naturales y matrices poliméricas y el biodeterioro causado por la acción de microorganismos inherentes a las fibras naturales.
Para ello, se seleccionaron diferentes tipos de fibras naturales y diferentes matrices termoplásticas, entre las que se incluyen polímeros convencionales y biopolímeros, y se optimizaron, en primer lugar, los parámetros de cada tratamiento de plasma. Posteriormente, se evaluó el efecto de los mismos sobre las siguientes propiedades: - Adhesión entre fibra y matriz, mediante microscopía electrónica de barrido, ensayos de pelado y ensayos de pull-out.
- Propiedades mecánicas de los materiales compuestos finales, a partir de ensayos de tracción y de flexión en tres puntos.
- Durabilidad, realizando medidas de absorción de agua y analizando la evolución de propiedades térmicas y mecánicas.
- Procesos de descomposición de los materiales, calculando la energía del proceso a partir de análisis termogravimétricos y estimando el tiempo de vida.
- Biodegradación de los materiales, mediante el ensayo “soil burial”.
- Biodeterioro causado por la presencia de microorganismos, analizando el carácter biocida de los tratamientos de plasma.
Los resultados obtenidos demuestran que la elección del tratamiento es adecuada ya que se observa una mejora en la adhesión entre fibra y matriz que, a su vez, repercute en un incremento de las propiedades mecánicas, una menor absorción de agua por parte de los materiales compuestos y una reducción considerable de los microorganismos pre-existentes en las fibras naturales.
