Líquidos iónicos como lubricantes de contactos polímero-metal: preparación y propiedades de las primeras dispersiones de líquidos iónicos y de nanoparticulas en polímeros

• Autores: José Sanes Molina
• Directores de la Tesis: Francisco José Carrión Vilches (dir. tes.), María Dolores Bermúdez Olivares (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Cartagena ( España ) en 2008
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: José Esteban Fernández Rico (presid.), Ginés Martínez Nicolás (secret.), Antonio Gabaldón Marín (voc.), Alfonso Cristóbal Cárcel González (voc.), Jesús Rodríguez (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de materiales
      • Propiedades de materiales
      • Plásticos
      • Ensayo de materiales
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Repositorio Digital de la UPCT
• Resumen

  • Los líquidos iónicos son fluidos de altas prestaciones con un amplio rango de estabilidad térmica que encuentran numerosas aplicaciones en ingeniería. Aunque se han utilizado como lubricantes de contactos metal-metal, metal-cerámico y cerámico-cerámico, en este trabajo presentamos el primer estudio acerca del empleo de los líquidos iónicos como lubricantes puros en contactos polímero-acero. Se ha comprobado la eficacia de los líquidos iónicos para reducir los coeficientes de fricción y las tasas de desgaste en una variedad de contactos acero-polímero y en un amplio rango de temperaturas, incluyendo condiciones criogénicas. Como aditivo de polímeros, se han obtenido las primeras dispersiones de líquidos iónicos en polímeros termoplásticos y termoestables y se han determinado sus propiedades térmicas, mecánicas y tribológicas. Se ha estudiado el efecto del contenido de líquido iónico en las propiedades tribológicas de las nuevas dispersiones y su influencia sobre los mecanismos de desgaste mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y microanálisis (EDS). Las nuevas dispersiones muestran valores de fricción y desgaste más bajos que los polímeros puros. Esta reducción de fricción y desgaste puede llegar a superar el 79%.Para ciertos polímeros termoplásticos como poliestireno y poliamida 6, las nuevas dispersiones preparadas muestran valores de fricción y desgaste inferiores a los obtenidos cuando se utiliza el líquido iónico puro como lubricante externo del par acero-polímero.Se han utilizado nanopartículas de óxido de cinc como aditivos de policarbonato con el fin de mejorar su resistencia al desgaste. Se han obtenido distintas dispersiones con contenido variable de nanopartículas y se ha estudiado el efecto de la concentración de óxido de cinc en las propiedades térmicas, mecánicas y tribológicas. Se ha comprobado que cuando dichas partículas se modifican mediante la adición de un líquido iónico, se obtienen nuevos nanocomposites polímero-líquido iónico-nanopartícula con propiedades tribológicas mejoradas.

    Finalmente, para entender los procesos que tienen lugar en la interfase nanopartícula-líquido iónico, se han estudiado las interacciones entre las nanopartículas y el líquido iónico. Los cambios superficiales, morfológicos y estructurales se han caracterizado mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM), microanálisis (EDS), análisis de superficies (XPS) y difracción de rayos X (XRD). Los resultados ponen de manifiesto la importancia de la influencia de las condiciones del proceso sobre la estabilidad del anión presente en el líquido iónico.