Materiales compuestos con base de carbono
Los materiales compuestos (por diferentes materiales con límites claros entre ellos) son los elementos fundamentales de componentes estructurales ligeros pero muy resistentes para el sector del transporte. Por lo general, dichos materiales compuestos constan de una matriz de resina con materiales de refuerzo integrados. Entre otros materiales, la fibra de vidrio es el más conocido, y también se utilizan fibras de carbono de diversas morfologías como refuerzos importantes. Con el surgimiento de la nanotecnología, nanorrellenos como los nanotubos de carbono (NTC) han desempeñado un papel cada vez más importante en el desarrollo de nuevos compuestos multifuncionales. Los científicos del proyecto BME CLEAN SKY 032, financiado por la Unión Europea, están utilizando nanotubos de carbono para reforzar tanto matrices de resina epoxi (polímero) como fibras de carbono. El objetivo es la producción de componentes aeronáuticos con un mejor rendimiento mecánico, eléctrico y térmico. El procesamiento de materiales de esta complejidad no es tarea fácil. Los investigadores se centraron en una técnica de mezcla madre de tres pasos para la dispersión de los NTC en la matriz de resina epoxi. La mezcla madre está formada por gránulos de polímero en lugar de líquido, polvo o pasta. Estos gránulos proporcionan una dispersión uniforme y aumentan la estabilidad del proceso. Los investigadores utilizaron la técnica del electrohilado para obtener hebras de nanofibras de carbono reforzado con NTC para el refuerzo cuasiunidireccional de una matriz híbrida epoxi-NTC. A continuación, se probaron y caracterizaron muestras de laminado preparadas. Los nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) actuaron como refuerzos muy eficaces en la matriz epoxi, tanto aislados como en combinación con fibras de carbono convencionales. El método de mezclado de mezcla madre proporcionó una dispersión excelente de los MWCNT en matrices epoxi. Esto debería facilitar la producción de cintas de resina epoxi con MWCNT listas para usar (prepegs, o materiales preimpregnados con refuerzo de fibra). Además, el método de carbonización desarrollado para producir las nanofibras de carbono fue mucho más rápido y más rentable que los métodos de producción tradicionales. Las nanofibras de carbono cargadas de NTC demostraron una excelente conductividad, una mayor estabilidad y también mejores propiedades mecánicas. BME CLEAN SKY 032 ha aportado una serie de importantes materiales y técnicas de procesamiento que se espera que sean de gran interés para los fabricantes de materiales compuestos. Los parámetros necesarios para la producción a escala industrial se han determinado y la comercialización debería impulsar el desarrollo de nuevos componentes mejorados en un futuro cercano.
