RT info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
T1 Obtención de poliamidas hiperramificadas para  obtención de estructuras celulares de poliamidas
A1 González García, Fernando (Facultad de Ciencias)
A2 Universidad de Valladolid. Facultad de Ciencias
K1 Poliamidas hiperramificadas
AB Las poliamidas (PA) y en particular la poliamida 6 (PA6), constituyen uno de los polímeros de mayor relevancia industrial gracias a la combinación de resistencia mecánica, estabilidad térmica,versatilidad de procesado y bajo costo, lo que explica su uso en diversos sectores como el de la automoción, la electrónica, el embalaje o la biomedicina. Sin embargo, su procesado en forma de materiales celulares (estructuras bifásicas en las que una fase gaseosa se encuentra distribuida a lo largo de una matriz sólida continua) presenta importantes limitaciones asociadas a su elevada cristalinidad, su baja viscosidad en estado fundido y su carácter higroscópico (absorción de agua), que dificultan el control del crecimiento y estabilización de la estructura celular. Por tanto, la obtención de materiales celulares basados en PA6 con baja densidad y estructura homogénea representa un reto científico y tecnológico de gran interés, ya que permitiría ampliar significativamente el rango de aplicaciones de este polímero. El presente trabajo de fin de grado se encuentra dentro de la investigación en materiales celulares poliméricos desarrollada por el Laboratorio de Materiales Celulares (CellMat) de la Universidad de Valladolid. El objetivo principal de este trabajo consiste en producir materiales celulares poliméricos basados en PA6. Como método para producir estos materiales se ha utilizado el proceso denominado espumado por disolución de gas utilizando CO2 como agente espumante físico. La estrategia utilizada para conseguir dicho objetivo ha sido la adición de un aditivo entrecruzante (N,N’-m-phenylene dimaleimide (HVA-2)) y llevar a cabo un proceso de irradiación con haz de electrones para inducir el entrecruzamiento de las cadenas poliméricas y así mejorar la estabilidad de la matriz.En primer lugar, se han producido los materiales sólidos de PA6 con la adición de un 5% en peso del aditivo HVA-2 mediante extrusión para promover la dispersión del aditivo en la matriz. En segundo lugar, se han termoconformado los materiales en planchas de 1 mm de espesor.Posteriormente, se han sometido las planchas a un proceso de irradiación con haz de electrones para tres dosis diferentes (50, 100 y 150 kGy). Finalmente, los materiales producidos se han espumado empleando una temperatura de espumado de 270 ºC, un tiempo de saturación de 30 minutos y diferentes presiones de saturación de 50, 100, 150 y 200 bar.Se han caracterizado tanto los materiales sólidos como los materiales celulares con distintas técnicas de caracterización con el fin de observar la influencia tanto de las dosis de irradiación como de la presión de saturación utilizada durante el proceso de espumado. Del mismo modo, se busca analizar el equilibrio entre el entrecruzamiento y las escisiones en las cadenas poliméricasocasionadas por la irradiación con haz de electrones.En lo que respecta al comportamiento térmico, el análisis de las temperaturas de fusión de los distintos sistemas producidos muestra que, si bien los valores permanecen en rangos próximos a los de la PA6 convencional, se detectan ligeras variaciones en función de la dosis de irradiación aplicada. Estas diferencias sugieren una modificación parcial en la cristalinidad y en la organización de las fases del polímero, la cual se atribuye a la competencia entre procesos de escisión y entrecruzamiento inducidos por el haz de electrones. En particular, el estudio de la red polimérica resultante confirma que el mecanismo predominante es la escisión de cadenas, con una proporción de aproximadamente cuatro veces más rupturas que enlaces de entrecruzamiento. A pesar de ello, mientras que la formulación no irradiada no expande y se funde durante el proceso de espumado, las formulaciones irradiadas (y por tanto entrecruzadas) consiguen expandir y dar lugar a un material celular. En cuanto al estudio de la influencia de la presión de saturación y de la dosis de irradiación, se observa que a medida que la presión aumenta, la densidad de nucleación se incrementa y el tamaño de celda disminuye. En particular, para la muestra irradiada a 100 kGy se obtuvo un material caracterizado por 245.9 kg/m3 de densidad, 152 μm de tamaño de celda, y 1.39·106 núcleos/cm3 de densidad de nucleación a 50 bar, mientras que a 200 bar el material producido se caracteriza por 93.7 kg/m3 de densidad, 21 μm de tamaño de celda, y 1.09·109 núcleos/cm3 de densidad de nucleación.En conjunto, los resultados ponen de manifiesto que el proceso de irradiación utilizando HVA-2 como agente entrecruzante mejora la espumabilidad de la PA6, permitiendo obtener densidades en el rango 86.9-303.2 kg/m3 y tamaños de celda de entre 20-203 μm para un contenido de HVA-2 del 5% en peso y unas dosis de irradiación de 50,100, y 150 kGy a partir del uso dediferentes presiones de saturación (50, 100, 150, y 200 bar).Finalmente, dado el potencial de los resultados obtenidos, sería de interés estudiar el efecto de diferentes contenidos de HVA-2 al utilizado en este trabajo, así como su combinación con otros agentes reticulantes que puedan favorecer el entrecruzamiento. Del mismo modo, sería interesante estudiar el comportamiento reológico de los materiales producidos, la solubilidad del CO2 en la matriz polimérica y la producción de materiales celulares de mayores dimensiones para poder realizar ensayos mecánicos
YR 2025
FD 2025
LK https://uvadoc.uva.es/handle/10324/78708
UL https://uvadoc.uva.es/handle/10324/78708
LA spa
NO Departamento de Física de la Materia Condensada, Cristalografía y Mineralogía
DS UVaDOC
RD 15-nov-2025