Caracterització microestructural i mecànica de compòsits hdpe/fibres lignocel.lulòsiques

• Autores: Xavier Colom Fajula
• Directores de la Tesis: Félix Carrasco (dir. tes.), Pedro Pagés Figueras (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 1999
• Idioma: catalán
• Tribunal Calificador de la Tesis: Josep Antoni Planell Estany (presid.), Fernando González Lagunas (secret.), José Manuel Torralba Castelló (voc.), Jose M. Gallardo Fuentes (voc.), Santiago Esplugas Vidal (voc.)
• Materias:
  • Química
    • Química macromolecular
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de materiales
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TDX
• Resumen

  • A partir de polietilè d'alta densitat i de fibres lignocel·lulòsiques provinents del trèmol (Populus tremula) s'han obtingut uns materials amb propietats úniques denominats compòsits. Aquests compòsits, amb un màxim de 40% de fibres lignocel·lulòsiques han estat tractats i modificats amb diferents agents (silà A-174 i epolè C-18) per millorar la compatibilitat entre la matriu de polietilè i el reforç fibrós. En una primera etapa les fibres lignocel·lulòsiques han estat pretractades amb cada un dels diferents tipus d'agents d'adhesió utilitzats i comentats prèviament, per seguidament barrejar aquestes fibres (en proporcions del 10, 20, 30 i 40%) amb la matriu d'HDPE. Una vegada els dos components s'han homogeneïtzat, es sotmeten a un procés de mòlta per aconseguir, mitjançant compressió, les provetes corresponents. Finalment, el conjunt de provetes ha estat exposat a condicions climàtiques dràstiques (baixa temperatura i fatiga tèrmica, dues característiques significatives de l'hivern canadenc) durant períodes variables de temps (0, 15, 30, 60 i 90 dies).Per tal d'avaluar tots i cada un dels paràmetres més significatius d'aquests compòsits, s'ha fet una caracterització orientada en dues vessants: estudi de la compatibilitat entre components del compòsit i estudi dels canvis estructurals que pateixen els compòsits degut a fenòmens d'envelliment provocats per exposició a les condicions climàtiques prèviament comentades.L'estudi de compatibilitat es fonamenta en les possibles interaccions que s'originen entre els dos components en funció del tipus de tractament al que ha estat sotmès el compòsit (silà i epolè). Per valorar aquestes interaccions, s'han estudiat diferents propietats mecàniques, com ara la resistència a la tracció, el mòdul d'elasticitat, la deformació a trencament, la resiliència i la tenacitat, mitjançant una màquina universal d'assaigs. Tanmateix també s'ha fet una caracterització espectrefotomètrica FT-ir per comprovar els diferents mecanismes d'adhesió que actuen en la interfase fibra- matriu en funció del tipus de tractament i una caracterització morfològica, utilitzant la tècnica de microscòpia electrònica de rastreig (SEM). Amb els resultats obtinguts de la caracterització espectrefotomètrica, també s'ha realitzat un seguiment de la influència que cada component fa en la modificació del grau de cristal·linitat de l'altre.L'estudi dels canvis estructurals que pateixen els compòsits degut a fenòmens d'envelliment s'ha fet partint de l'evolució de les propietats mecàniques bàsiques en funció dels diferents períodes d'exposició, on s'han caracteritzat els mateixos paràmetres definits anteriorment. Mitjançant valoració espectrefotomètrica s'han mesurat els canvis microestructurals (principalment de configuració), així com les modificacions en el grau de cristal·linitat que han tingut lloc sobre cada un dels diferents components del compòsit.Cal afegir que les possibilitats que ofereix la tècnica espectrefotomètrica FT-ir ha permès dur a terme la realització d'aquesta tesi. L'estudi dels canvis en la microestructura dels compòsits esdevinguts a partir dels fenòmens prèviament esmentats no hauria pogut fer-se sense la possibilitat d'un processament adequat dels espectres, així com d'una subtracció espectral que permet la detecció de moltes bandes complexes i difícils de detectar mitjançant altres tècniques d'anàlisi.