Nanofibras

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Anales de la Mecánica de Fractura, Vol 1 (2007)

PREPARACIÓN Y ESTUDIO DE MATERIALES COMPUESTOS NANOFIBRAS DE CARBONO/POLIÉSTER LAMINADOS CON FIBRA DE VIDRIO J.M. Gómez de Salazar1, M.I. Barrena1, C. Merino2, O. Plaete3, G. Morales1 Dpto. CC. De Materiales e Ing. Metalúrgica. Facultad de CC. Químicas. Universidad Complutense de Madrid, Av. Complutense s/n, 28040-Madrid, España. E-mail:gmorales@quim.ucm.es Tel: 913 944 351. Fax: 913 944 357
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Grupo Antolín Ingeniería, SA. Ctra. Madrid-Irún, km. 244.8, 09007 Burgos, España E-mail: cesar.merino@grupoantolin.com

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Institut Universitaire Professionnel Génie des Matériaux. Université de La Rochelle. Avenue Michel Crépeau. 17 042 La Rochelle Cedex 01, France. RESUMEN

El objetivo de este trabajo es la fabricación de unmaterial compuesto laminado nanofibra de carbono (CNF)/fibra de vidrio/resina de poliéster con vistas a su futura aplicación en la industria del automóvil. Los laminados se prepararon por el método de contacto manual con composiciones entre el 0 y el 4% en peso de nanofibra de carbono respecto a la resina y utilizando dos mat de fibra de vidrio en un caso y mat/tejido/mat en otro. La adición del CNFal laminado supuso un refuerzo importante de las propiedades mecánicas a flexión y tracción. También se observó conductividad eléctrica con cargas de CNF de sólo el 0.5% en peso respecto a la resina. ABSTRACT In this work, carbon nanofibre (CNF)/glass fibre/polyester resin laminated composites have been prepared in order to use this kind of composites in automotive applications. Laminates weremade by hand lay-up method with CNF loads between 0 and 4 wt% with regard to the resin. Laminates were prepared with two glass fibre layouts: two chopped strand mats (CSM) and CSM/woven roving/CSM. The addition of CNFs has supposed an important reinforcement of the composite in both flexural and tensile strength. Electrical conductivity was also observed with only 0.5 wt% CNF loading. PALABRASCLAVE: Composites, propiedades mecánicas, nanofibras de carbono. 1. INTRODUCCIÓN Los materiales compuestos están siendo utilizados cada vez en mayor medida en multitud de aplicaciones industriales, especialmente en el sector del automóvil y en la industria aeronáutica. Dentro de estos materiales compuestos, los polímeros reforzados con fibras (FRPs), o más específicamente, reforzados con fibra devidrio (GRPs), están siendo usados con mucha profusión [1]. Estos compuestos se vienen utilizando debido a su alta resistencia específica y rigidez [2], así como por su facilidad para adoptar formas complejas y su resistencia química y ambiental. Por otro lado, en las últimas décadas se ha utilizado en gran medida la fibra de carbono como refuerzo para polímeros, especialmente poliéster insaturado [3],debido sobre todo a la mejora tanto de las propiedades mecánicas como eléctricas. A partir de este tipo de refuerzo, se ha desarrollado en los últimos 15 años una gran tecnología alrededor de los nanotubos de carbono (CNTs), descubiertos en 1991 [4]. Este tipo de refuerzo muestra unas impresionantes propiedades eléctricas y mecánicas que se transmitirán a los materiales compuestos de los queformen parte. Sin embargo, el alto precio de los CNTs impide su utilización a gran escala en la industria. Este problema se puede resolver mediante la utilización de las nanofibras de carbono (CNFs). Debido a su relativamente bajo coste, las CNFs son excelentes candidatas para sustituir parcialmente a la fibra de carbono convencional y a los CNTs, especialmente en materiales compuestos de matrizpolimérica. Estas CNFs ya se fabrican a escala industrial por el Grupo Antolín S.A., que ha sido la primera empresa europea en utilizar el método del catalizador flotante para este fin [5,6]. Por tanto, debido a su coste y a sus excelentes propiedades, es un refuerzo ideal para su uso en GRPs

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para mejorar la resistencia mecánica del...