Examinando por Materia "Oxidación ácida"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Desarrollo de materiales compuestos reforzados basados en fibras de carbono recicladas modificadas con nanoalambres: caracterización, conformación y evaluación mediante nanoindentación
    (2023-02-09) Esquivel Galarcio, Samir Enrique; Cantero Guevara, Miriam Elena; Meléndrez Castro, Manuel Francisco
    Los materiales compuestos reforzados con fibras de carbono (CFRP), presentan excelentes propiedades mecánicas, debido a sus elevadas propiedades específicas, por esto cada día están siendo implementados por diversos sectores industriales, como el aeroespacial, automotriz, marino, entre otros. Lo que genera un aumento en los residuos de este material, los cuales son eliminados mediante dos métodos no sostenibles, los vertederos y la incineración. Una solución a esta problemática consiste en reciclar estos materiales, sin embargo, luego del reciclaje existe una reducción de las propiedades al usar fibras de carbono recicladas (rCF), como la pérdida de resistencia a la tracción y la poca adherencia entre el material reciclado y la nueva matriz. El objetivo de este trabajo es desarrollar CFRP, incorporando nanorods de ZnO alineados verticalmente sobre rCF, para mejorar la interfase resina-fibra y de esta manera mejorar las propiedades mecánicas del material compuesto. Las rCFs se modificaron superficialmente por oxidación ácida (HNO3), posteriormente se hicieron crecer nanorods de ZnO utilizando el proceso por vía húmeda. Luego, fueron funcionalizadas con APTES (3-aminopropiltrietoxisilano) mediante el proceso de hidrolisis para mejorar la interacción físico/química con la matriz epoxi. Las fibras fueron caracterizadas mediante la microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía electrónica de transmisión (TEM), microscopía de fuerza atómica (AFM), espectroscopia ultravioleta-visible (UV-V), difracción de rayos X (DRX), espectroscopia Raman y espectroscopia infrarroja (FT-IR). Por último, se evaluaron las propiedades mecánicas de todas las fibras mediante una prueba de tracción al compuesto y nanoindentación. En la caracterización estructural Raman, se aprecia que la relación 𝐼𝐷/𝐼𝐺, son de 2.037 para las rCF-P-NRDs ZnO y 2.066 para rCF-M-NRDs ZnO, lo que indica que hay un menor daño morfológico respecto a las rCF de control, afirmando que el crecimiento indujo en la recuperación de las fibras. Por otro lado, según los resultados SEM, se puede hacer crecer nanorods de ZnO alineados verticalmente sobre rCF mediante la reacción por vía húmeda, obteniendo diámetros de 179.642 nm. Por último, los valores obtenidos mediante los ensayos de tracción indicaron que hubo una mejora del 45% (rCF-P-NRDs ZnO) y 56% (rCF-M-NRDs ZnO) respecto a la fibra de carbono virgen.