Estudio de la introducción de nanotubos de carbono entre las capas de un compuesto de polisulfona aromática con fibra de carbono mediante un método de impregnación en solución de dos pasos y su mejora interlaminar
Este estudio se basa en un método de impregnación en solución de dos pasos para introducir nanotubos de carbono (CNTs) entre las capas del material compuesto con el fin de resolver el problema de bajo desempeño interlaminar en materiales compuestos termoplásticos debido a la acumulación de resina entre capas y la falta de fase reforzante. El primer paso de impregnación asegura una penetración completa de la resina dentro de los haces de fibra, mientras que el segundo paso logra la dispersión de los CNTs en el área interlaminar. Se estudió sistemáticamente el efecto de la cantidad añadida de CNTs sobre la tenacidad a la fractura interlaminar y las propiedades mecánicas en el plano. Los resultados experimentales muestran que cuando la fracción en masa de CNTs es del 1.0%, la tenacidad a la fractura interlaminar del material compuesto es óptima, con tenacidades inicial y de propagación tipo I alcanzando 1.23 y 1.27 kJ/m2 respectivamente, lo que representa una mejora significativa del 51.85% y 42.70% en comparación con los compuestos sin tratar; la tenacidad interlaminar tipo II es de 1.82 kJ/m2, con un aumento del 44.80%. Al mismo tiempo, este método no perjudicó las propiedades dentro del plano del material, elevando la resistencia a la flexión a 1414 MPa. El análisis de la fractura mediante microscopía electrónica de barrido mostró que la superficie fracturada del compuesto modificado es más rugosa y presenta características de microgrietas, indicando una ruta de propagación de grietas más compleja. Este método logró distribuir los CNTs en las áreas ricas en resina, proporcionando una ruta técnica sencilla y eficaz para fabricar materiales compuestos con alto desempeño interlaminar.
关键词
nanotubos de carbono; materiales compuestos termoplásticos; tenacidad a la fractura interlaminar; propiedades mecánicas