Diseño de materiales compuestos de alta densidad para uso deportivo constituidos por matriz polimérica biodegradable o reciclada y carga de Carburo de Wolframio reutilizado de la industria metal-cerámica

Abstract

[EN] The thesis’s objective is the development and characterization of high density composites formed by polymeric recycled (HDPE) and biodegradable (PLA) matrix. Load is recycled tungsten carbide (WC) from machining industry. Heavy metals substitution is the functionality of developed composites, mainly around sportive scope applications. Firstly, wide bibliography has been reviewed to study heavy metals uses on sportive market and their environment interactions. It has been also employed to identify related materials and products, even to analyze highly filled polymers behavior. Secondly, materials have been chose. Composites and tests samples have been prepared to carry out characterization. Thirdly, composites have been characterized. Densities and melt indexes have been determined. Samples has been observed via SEM/FESEM microscopy and chemically analyzed through EDX. Tensile and impact tests has been performed to obtain mechanical properties. A disintegration test has been implemented on PLA composites. As conclusions, composites can accomplish set objectives, although they could be improved adding new research lines. For example, a load-matrix compatibilization improvement.

[ES] La tesis tiene como objetivo el desarrollo y caracterización de una serie de compuestos de alta densidad constituidos por matriz polimérica reciclada (HDPE) y biodegradable (PLA) cargados con polvo de carburo de wolframio (WC) reciclado de la industria del mecanizado. La funcionalidad de estos compuestos es la de sustituir a ciertos metales pesados contaminantes como el plomo, principalmente en aplicaciones relacionadas con el ámbito deportivo. En primer lugar se ha efectuado una revisión bibliográfica para estudiar los usos en el mercado del deporte y la interacción en el medio de los materiales que se desea sustituir. También para identificar materiales y productos relacionados, y para analizar el comportamiento de los polímeros de alta carga. En segundo lugar se ha procedido a seleccionar los materiales, preparar los compuestos y las diferentes probetas necesarias para llevar a cabo la caracterización. En tercer lugar se han caracterizado los diferentes compuestos. Se han determinado sus densidades e índices de fluidez. Se han observado mediante microscopía SEM/FESEM y se han analizado químicamente mediante EDX. Se han obtenido propiedades mecánicas mediante ensayos de tracción e impacto. Los compuestos de PLA han sido sometidos a un ensayo de desintegración. Se ha concluido que los compuestos pueden cumplir con los objetivos marcados, aunque podrían ser mejorados replanteando nuevas líneas de investigación para mejorar aspectos como la compatibilización carga-matriz.

[CA] La tesis te com objectiu el desenvolupament i caracterització de una sèrie de compostos de alta densitat constituits per matriu polimèrica reciclada (HDPE) i biodegradable (PLA) carregats amb pols de carburo de wolframi (WC) reciclat de l’industria del mecanitzat. La funcionalitat d’aquestos compostos es la de substituir certs metalls pesats contaminants com el plom, principalment en aplicacions relacionades amb l’àmbit esportiu. En primer lloc s’ha efectuat una revisió bibliogràfica per a estudiar els usos en el mercat del esport i la interacció en el medi dels materials que es desitja substituir. També per a identificar materials i productes relacionats, i per a analitzar el comportament dels polímers de alta carrega. En segon lloc s’ha procedit a seleccionar els materials, preparar els compostos i les diferents provetes necessàries per dur a terme la caracterització. En tercer lloc s’han caracteritzat els diferents compostos. S’han determinat les seues densitats e índexs de fluideses. S’han observat mediant microscòpia SEM/FESEM i s’han analitzat químicament mediant EDX. S’han optés propietats mecàniques mediant assajos de tracció e impacte. Els compostos de PLA han sigut sotmesos a un assaig de desintegració. S’ha conclòs que els compostos poden acomplir amb els objectius marcats, encara que podrien ser millorats replantejant noves línies d’investigació para millorar aspectes com la comptabilització càrrega-matriu.