Fabricación de materiales compuestos de alto rendimiento medioambiental con resina epoxi de origen renovable y núcleos ligeros permeables para infusión asistida por vacío

Abstract

[ES] Este trabajo se centra en la fabricación y caracterización de nuevos materiales tipo sándwich híbridos de bajo peso, con diferentes configuraciones de apilamiento de refuerzo de basalto y lino tratadas previamente con silanos. Para aligerar el peso y facilitar la fabricación, se empleó un núcleo de poliéster no tejido que, además de aligerar el peso del compuesto también actuó como medio de difusión de la resina. Se empleó una resina epoxi de origen parcialmente renovable con un diluyente reactivo derivado de aceites vegetales epoxidados que contribuye a un 31 % de origen renovable. Los compuestos híbridos se fabricaron mediante moldeado por infusión de resina asistida por vacío (VARIM), donde el núcleo se utilizó como medio de infusión de la resina. Las propiedades mecánicas se evaluaron en condiciones de impacto y de flexión. La interacción en la intercara fibra-matriz se evaluó por medio de microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (FESEM). Los datos revelaron que el tratamiento de silanos funciona mejor en las fibras de basalto que en las fibras de lino, resultando en propiedades a flexión superiores en las estructuras donde estas fibras están presentes. Cabe mencionar que la distribución de apilamiento influye directamente en las propiedades a flexión, pero no afecta en la absorción de energía en condiciones de impacto.

[EN] This work focuses on the manufacturing and characterization of novel and lightweight hybrid sandwichtype structures, using different stacking sequences of flax and basalt fabrics as reinforcement fibers, both of them previously silanized. To reduce the overall weight and facilitate the manufacturing process, a polyester non-woven core, was used which, besides reducing the weight of the composite it also acts as a media to spread the resin. These composites were manufactured with a partially bio-based epoxy resin with a reactive diluent derived from epoxidized vegetable oils that contributes to a 31 % of biobased content. The hybrid composites were obtained by vacuum-assisted resin infusion moulding (VARIM), where the core was used as a media to spread the resin. The mechanical properties were evaluated in flexural and impact conditions. The interactions in the fiber-matrix interface were studied through field emission scanning electron microscopy (FESEM). The obtained data revealed that the silane (coupling agent) treatment works better on basalt fibers than on flax fibers, resulting in superior flexural properties on structures where these fibers are present. It is noteworthy to mention that the stacking sequence of plies directly influences the flexural properties, but it does not significantly affect the energy absorbed when these composites work on impact conditions.