Propiedades de Alto Rendimiento de una Resina Epóxica Aeroespacial Cargada con Nanofibras de Carbono y Silsesquioxano Oligomérico Poliédrico Glicidílico
Autores: Guadagno, Liberata; Pantelakis, Spiros; Strohmayer, Andreas; Raimondo, Marialuigia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Propiedades de Alto Rendimiento de una Resina Epóxica Aeroespacial Cargada con Nanofibras de Carbono y Silsesquioxano Oligomérico Poliédrico Glicidílico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Retardante de llama
Nanofibras de carbono
GPOSS
Formulación epóxica
Resinas multifuncionales
Industria aeroespacial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone una nueva formulación epóxica de nanofibras de carbono/glicidilo oligomérico poliédrico de silsesquioxano (GPOSS) retardante de llama multifuncional, diseñada especialmente para materiales compuestos ligeros capaces de satisfacer las demandas en constante cambio de la futura industria aeroespacial. La resina multifuncional fue diseñada para cumplir con los requisitos estructurales y funcionales. En particular, este documento explora las ventajas derivadas del uso combinado de GPOSS y CNFs (nanofibras de carbono cortas) para obtener resinas multifuncionales. El material multifuncional se preparó incorporando en la matriz epóxica nanofibras de carbono (CNFs) tratadas térmicamente en un porcentaje del 0.5% en peso y el compuesto GPOSS al 5% en peso, con el fin de aumentar el rendimiento mecánico, la conductividad eléctrica, la estabilidad térmica y la propiedad de resistencia a la llama del nanocompuesto resultante. El análisis mecánico dinámico (DMA) muestra que los valores del Módulo de Almacenamiento (S.M.) de la resina sola y de la resina que contiene nanocajas de GPOSS solubilizadas son casi similares en un amplio rango de temperaturas (de 30 grados C a 165 grados C). La presencia de CNFs, en un porcentaje del 0.5% en peso, determina una mejora en el S.M. de 700 MPa desde -30 grados C hasta 180 grados C con respecto a la matriz de resina y los sistemas de resina/GPOSS. Por lo tanto, se detecta un valor superior a 2700 MPa de 30 grados C a 110 grados C. Además, la conductividad eléctrica de la muestra que contiene tanto GPOSS como CNFs alcanza el valor de 1.35 x 10 S/m, que es un valor muy satisfactorio para contrarrestar la propiedad de aislamiento eléctrico de los sistemas epóxicos. Por primera vez, se han realizado pruebas TUNA en la formulación donde se combinan las ventajas de GPOSS y CNFs. La investigación TUNA destaca una red eléctricamente conductora bien distribuida en la muestra. El tiempo de ignición del nanocompuesto multifuncional es superior al de la muestra que contiene solo GPOSS en aproximadamente un 35%.
Descripción
Este documento propone una nueva formulación epóxica de nanofibras de carbono/glicidilo oligomérico poliédrico de silsesquioxano (GPOSS) retardante de llama multifuncional, diseñada especialmente para materiales compuestos ligeros capaces de satisfacer las demandas en constante cambio de la futura industria aeroespacial. La resina multifuncional fue diseñada para cumplir con los requisitos estructurales y funcionales. En particular, este documento explora las ventajas derivadas del uso combinado de GPOSS y CNFs (nanofibras de carbono cortas) para obtener resinas multifuncionales. El material multifuncional se preparó incorporando en la matriz epóxica nanofibras de carbono (CNFs) tratadas térmicamente en un porcentaje del 0.5% en peso y el compuesto GPOSS al 5% en peso, con el fin de aumentar el rendimiento mecánico, la conductividad eléctrica, la estabilidad térmica y la propiedad de resistencia a la llama del nanocompuesto resultante. El análisis mecánico dinámico (DMA) muestra que los valores del Módulo de Almacenamiento (S.M.) de la resina sola y de la resina que contiene nanocajas de GPOSS solubilizadas son casi similares en un amplio rango de temperaturas (de 30 grados C a 165 grados C). La presencia de CNFs, en un porcentaje del 0.5% en peso, determina una mejora en el S.M. de 700 MPa desde -30 grados C hasta 180 grados C con respecto a la matriz de resina y los sistemas de resina/GPOSS. Por lo tanto, se detecta un valor superior a 2700 MPa de 30 grados C a 110 grados C. Además, la conductividad eléctrica de la muestra que contiene tanto GPOSS como CNFs alcanza el valor de 1.35 x 10 S/m, que es un valor muy satisfactorio para contrarrestar la propiedad de aislamiento eléctrico de los sistemas epóxicos. Por primera vez, se han realizado pruebas TUNA en la formulación donde se combinan las ventajas de GPOSS y CNFs. La investigación TUNA destaca una red eléctricamente conductora bien distribuida en la muestra. El tiempo de ignición del nanocompuesto multifuncional es superior al de la muestra que contiene solo GPOSS en aproximadamente un 35%.