Universitario

MATERIALES POLIMÉRICOS Y COMPUESTOS.
Tema 11.- INTERCARA FIBRA-MATRIZ
ÍNDICE.
1.- Introducción.
2.- Teorías de la adhesión o mecanismos de adherencia.
2.1.- Introducción.
2.2.- Adsorción y humectación. Mojabilidad
2.3.- Interdifusión.
2.4.- Atracción electrostática.
2.5.- Unión química.
2.6.-Adhesión o unión mecánica.
3.- Intercara resina de poliéster-fibra de vidrio.
4.- Otrasintercaras fibra-matriz.
4.1.-Introducción.
4.2.-Fibras de vidrio.
4.3.- Fibras de carbono.
4.4.- Fibras de Kevlar 49.
5.- Propiedades mecánicas de la intercara. Medida de la resistencia de la unión.
5.1.- Introducción.
5.2.- Roturas adhesiva y cohesiva.
5.3.-Métodos de medida de la resistencia de la unión.
5.3.1.- Introducción
5.3.2.- Ensayos de fibra única. Probeta recta y de cuello curvo.5.3.3.- Ensayos de flexión
5.3.3.1.- Introducción
5.3.3.2.- Ensayo de flexión transversal
5.3.3.3.- Ensayo de flexión longitudinal o ensayo de corte de viga corta.
5.3.3.4.- Ensayo de corte de Iosipescu
5.3.4.- Ensayos de retirada ―pullout‖ y empuje ― pushout‖ de la fibra.
5.3.4.1.- Introducción.
5.3.4.2.- Ensayos de retirada de una fibra simple.
5.3.4.3.- Ensayos de indentación(penetración) o de empuje ―pushout‖.
5.3.5.- Resistencia cortante interfacial a través de la separación grietas en la matriz.
5.3.6.- Ensayo de fragmentación.
5.3.7.- Técnica de espalación por laser
6.- Transferencia de la carga de la matriz a la fibra. Modelo shear-lag.
7.- Distribución de esfuerzos y deformaciones en los extremos de las fibras.

MATERIALES POLIMÉRICOS Y COMPUESTOS.
Tema 11.-INTERCARA FIBRA-MATRIZ
1.- Introducción.
El comportamiento de un material compuesto es el resultado del comportamiento combinado de los tres
elementos siguientes:
- La fibra o el elemento de refuerzo
- Matriz
- La intercara (fibra / matriz)
La estructura y las propiedades de la interfase o intercara fibra-matriz juegan un papel muy importante
en las propiedades físicas y mecánicas finales delos materiales compuestos. En particular, las grandes
diferencias entre las propiedades elásticas de la matriz y de las fibras deben estar comunicadas a través
de la interfase o, en otras palabras, los esfuerzos que actúan sobre la matriz se transmiten a las fibras a
través de la interfase.
A veces se lleva a cabo un tratamiento de la superficie de las fibras para lograr la unión necesaria conla
matriz. La carga que actúa sobre la matriz tiene que ser transferida al refuerzo a través de la intercara.
Así, los refuerzos deben estar fuertemente unidos a la matriz, si su alta resistencia y rigidez quieren
impartirse a los materiales compuestos. El comportamiento de la fractura también depende de la
Resistencia de la intercara. Una intercara débil da como resultado una baja rigidez yresistencia, pero
una alta resistencia a la fractura, mientras que una intercara fuerte produce una gran rigidez y
resistencia, pero a menudo una baja resistencia a la fractura, es decir, un comportamiento frágil. Otras
propiedades de los materiales compuestos, tales como la resistencia a la fluencia, la fatiga y la
degradación medioambiental, también se ven afectadas por las características dela intercaras.
La intercara es importante si el refuerzo es en forma de fibras continuas, fibras cortas o whiskers o
partículas, aunque la función exacta de la intercara puede diferir según el tipo de refuerzo.
En algunos casos, en la intercara refuerzo-matriz existe una fase distinta producida por reacción entre la
matriz y el refuerzo. En otros casos, la intercara puede verse como una regiónplana de sólo unos pocos
átomos de espesor, a través de la cual se produce un cambio en las propiedades desde las de la matriz a
las del refuerzo. Así, en la intercara, por lo general, hay una discontinuidad en la naturaleza química,
estructura cristalina y molecular, propiedades mecánicas y otras propiedades. Las características de la
intercara vienen determinadas por la discontinuidad en...