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Retención de resistencia del material compuesto de fibra de carbono/epoxi vitrimérico para estructuras primarias: Hacia compuestos de fibra de carbono reciclables y reutilizables

Autores: Nartam, Sudhanshu; Rautela, Vishal; Budhe, Sandip; Paul, Jinu; de Barros, Silvio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Retención de resistencia del material compuesto de fibra de carbono/epoxi vitrimérico para estructuras primarias: Hacia compuestos de fibra de carbono reciclables y reutilizables


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Reciclabilidad
Polímero reforzado con fibra de carbono
Compuesto vitrimer
Resina epóxica
Pruebas mecánicas
Sostenibilidad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 15

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Recientemente, el crecimiento de la reciclabilidad de los compuestos de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) ha sido impulsado por aspectos ambientales y económicos circulares. El objetivo principal de este trabajo de investigación es investigar la retención de resistencia de un compuesto vitrimer bio-basado reforzado con fibras de carbono, que ofrece tanto reciclabilidad como reutilización del material. La formulación del compuesto consistió en una resina epóxica compuesta de éter diglicidílico de bisfenol A (DGEBA) combinada con ácido tricarboxílico (ácido cítrico, CA) y cardanol, que luego fue reforzada con fibras de carbono para mejorar su rendimiento. Se realizaron calorimetría diferencial de barrido (DSC) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para analizar la composición química y el comportamiento de curado del vitrimer. Se llevaron a cabo pruebas mecánicas bajo carga de tracción a temperatura ambiente en materiales compuestos de epóxido, vitrimer y reforzados con fibra de carbono asociados. Los resultados demostraron que el vitrimer DGEBA/CA/cardanol exhibió propiedades termo-mecánicas comparables a las de un epóxido curado con agentes de curado a base de petróleo. Se observó que la resistencia máxima a la tracción del vitrimer es de aproximadamente 50 MPa, lo que está muy cerca del rango de las resinas epóxicas curadas con agentes de curado a base de petróleo. Notablemente, la capacidad del compuesto vitrimer para disolverse efectivamente en un solvente de dimetilformamida (DMF) es una ventaja significativa, ya que permite la recuperación de las fibras. La fibra de carbono recuperada mantuvo una resistencia a la tracción comparable a la de los compuestos de carbono frescos. Se retuvo más del 95% de la resistencia después de la primera recuperación, lo que confirma el uso de fibras para aplicaciones primarias y secundarias. Estos resultados de investigación abren nuevas avenidas para el reciclaje eficiente y contribuyen a la sostenibilidad general del material compuesto a nivel económico.

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