Browsing by Author "Salas Salgado, Alexis Fidel"
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Item Estudio de la modificación superficial en fibras de carbono recicladas y su influencia en la interfaz fibra-matriz sobre las propiedades mecánicas de materiales de altas prestaciones.(Universidad de Concepción, 2023) Salas Salgado, Alexis Fidel; Meléndrez, Manuel; Medina, CarlosCon el paso de los años, el uso de fibra de carbono en las industrias automovilística, aeroespacial y de energía ha generado un incremento en la demanda global de estos materiales, con una demanda esperada de 194 kt para el año 2022 y un valor de marcado global de $48.7 billones de USD. Sin embargo, existen problemas con el manejo de los residuos de estos materiales, ya que su manufactura produce un 30% de residuos y a esto se debe sumar todos los componentes dados de baja luego de cumplir su vida útil. Por este motivo es importante abordar una estrategia de reciclaje que permita reincorporar estos desechos a las diferentes industrias. El principal problema de las fibras recicladas es la disminución de sus propiedades mecánicas, específicamente su resistencia a la tracción, restringiendo el uso de estos materiales en aplicaciones de alta exigencia mecánica. Uno de los factores que influye en esta disminución de propiedades corresponde a la eliminación del sizing que recubre estas fibras, mecanismo de unión entre la fibra y la matriz. Otro factor corresponde a la estructura química y morfológica de la superficie de las fibras, las cuales se pueden degradar debido al uso de estos materiales (provocando microgrietas, por ejemplo). Considerando lo anterior, este proyecto tiene como objetivo estudiar la estructura y morfología de fibras de carbono recicladas por pirólisis que permita seleccionar un tratamiento superficial sencillo, mejorando las propiedades de adhesión fibra-matriz incorporando nanopartículas en un material compuesto reforzado con fibra de carbono reciclada. Se realiza un estudio de la estructura química y morfológica de las fibras de carbono recicladas, de tal forma de minimizar los daños en la superficie. Luego se investigan métodos para mejorar la interfaz fibra matriz, considerando el nivel de daño de la superficie de la fibra y las propiedades micromecánicas del material compuesto, de esta forma se pretende reparar y modificar la estructura superficial obteniendo una mejora en las propiedades de la interfaz y por consiguiente del comportamiento mecánico macroscópico de los materiales compuestos reciclados. Los métodos de reciclaje por pirólisis en dos pasos y pirólisis microondas permiten recuperar fibras de carbono en forma de tejidos a partir de materiales compuestos, el primero mantiene la integridad estructural y el segundo presenta mayor cantidad de grupos funcionales en la superficie de las fibras. Una vez nanoreforzados se observa que las nanopartículas de SiO2 favorecen las propiedades de adhesión fibra-matriz y los nanorods de ZnO mejoran las propiedades en tracción, sin embargo sólo es posible recuperar cerca del 70% de las propiedades originales de la fibra de carbono.