Proyectos de investigación competitivos financiados por entidades externas
Vitrímeros poliimina-epoxi con propiedades termomecánicas y de relajación controladas a demanda para aplicaciones en materiales compuestos reforzados con fibra
Acrónimo
3R-VITCOMP
Título proyecto
Vitrímeros poliimina-epoxi con propiedades termomecánicas y de relajación controladas a demanda para aplicaciones en materiales compuestos reforzados con fibra
Referencia externa
TED2021-131102B-C22
Descripción/abstract
El Subproyecto 2 se centra en la obtención de nuevos termoestables sostenibles para el impregnado de fibra de refuerzo en materialescompuestos (FRC), obtenidos a partir de monómeros comerciales, con altas prestaciones mecánicas, rápidos procesos de relajación yresistencia a la fluencia, reciclables, reparables y reutilizables (3R). Las resinas epoxídicas termoestables son una de las matricespoliméricas más utilizadas en los FRC para palas eólicas, aeronaves y materiales de construcción gracias a la excelente combinación debuenas propiedades mecánicas y térmicas, resistencia a agresiones ambientales, gran adherencia a las fibras y buena relación costerendimiento.Sin embargo, las resinas epoxídicas tradicionales no se pueden reprocesar ni reciclar debido a su estructura de red conenlaces permanentes, por lo que las opciones tradicionales de eliminación de los FRC generan graves problemas de contaminaciónambiental. El desarrollo de termoestables 3R es una opción prometedora para el reciclaje de los FRC al final de su vida útil. Unaestrategia para preparar resinas epoxi reciclables es introducir enlaces covalentes dinámicos con respuesta a estímulos dentro de susestructuras reticuladas. Este tipo de resinas epoxi son nuevos polímeros termoestables denominados redes covalentes adaptables(CANs) o vitrímeros. Entre los potenciales vitrímeros para los FRC, las poliiminas presentan características vitriméricas especiales, comoexcelente maleabilidad, reparabilidad y reciclabilidad a baja temperatura, reacciones de intercambio rápidas, sin catalizador y bajo costede materias primas. No necesitar catalizador es importante ya que tienden a ser exudados, cambiando el comportamiento de relajación ycontaminando el medio ambiente. Las poliiminas se obtienen por policondensación de monómeros multifuncionales de aldehídos yaminas primarias. Las poliiminas reticuladas formadas pueden hidrolizarse en medio ácido dando lugar a los aldehídos y aminas departida y permitiendo el recuperado de las fibras. Por lo tanto, las CANs basadas en imina, usadas en FRCs, abren nuevas posibilidadesde procesado, imposibles con matrices termoestables convencionales. Sin embargo, pese a ello, sus propiedades mecánicas y térmicasno son buenas, presentando bajas temperaturas de transición vítrea, poca resistencia a la fluencia, baja resistencia mecánica y pérdidade rigidez por absorción de humedad. Además, presentan relajación de tensiones con temperatura y humedad moderadas que, aunqueayudan a la procesabilidad, afectan gravemente a su resistencia. Así, el objetivo de este subproyecto es desarrollar materialesvitriméricos basados en poliiminas, compatibles con FRCs, sin estos inconvenientes gracias a la introducción de una proporcióncontrolada de monómero epoxi que forme entrecruzamientos permanentes en la estructura de la red imina. De esta forma puedenmantener la reciclabilidad (relajación rápida y controlada) y el rendimiento mecánico (resistencia a la fluencia, absorción de humedadcontrolada) incluso a las altas temperaturas a las que se produce el intercambio entre grupos imina. Estos nuevos vitrímeros polyiminaepoxipresentan propiedades mecánicas y de relajación adaptables según el tipo/proporción de monómero (amina, aldehído y epoxi).Usados como matriz en FRC serán reconformables, reparables y reciclables y los productos químicamente degradados podránreutilizarse para preparar nuevos vitrimeros con recuperación no destructiva de las fibras.
Entidad financiadora
MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACIÓN
Entidad financiadora
139.081,00 €
Logos
Convocatoria
Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2021-2023. Programa Estatal para Impulsar la Investigación Científico-Técnica y su Transferencia.Subprograma Estatal de Generación de Conocimiento. «Proyectos Estratégicos Orientados a la Transición Ecológica y a la Transición Digital» 2021
Fecha inicio
01-12-2022
Fecha fin
31-05-2025
Departamento/IP
Enginyeria Mecànica; Química Analítica i Química Orgànica/DE LA FLOR LOPEZ, SILVIA; SERRA ALBET, MARIA ANGELS
