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Title: Preparación de materiales compuestos de matriz epóxica reforzados con nanotubos de titanato y su caracterización mecánica y térmica
Authors: Tamayo Aguilar, Alex Ivan
Keywords: MODELOS MICROMECÁNICOS
REFUERZO HIDROFÍLICO
RESINA EPÓXICA
Issue Date: 8-May-2020
Publisher: Quito, 2020.
Citation: Tamayo Aguilar, A. I. (2020). Preparación de materiales compuestos de matriz epóxica reforzados con nanotubos de titanato y su caracterización mecánica y térmica. 66 hojas. Quito : EPN.
Abstract: Protonated titanate nanotubes (p-TTNT) present ideal properties for reinforcing epoxy matrixes, mainly attributable to their high surface hydroxyl groups content, without the need for surface modification. To verify its promising effect as a reinforcement, epoxy matrix composites incorporated with p-TTNT (≤ 3 wt.%) were prepared and characterized. By means of microindentation tests, it was determined that the compounds with 3 wt. % of p-TTNT presented increases in their Young's modulus and hardness of 19 and 17 %, respectively. Through the differential scanning calorimetry (DSC) analysis it was determined that the extremely low contents of p-TTNT were not sufficient to affect the glass transition temperature (Tg) of the composites and by thermogravimetric analysis (TGA) it was established that composites with 3 wt. % p-TTNT achieved an appropriate dispersion within the epoxy matrix. Finally, the experimental Young moduli of composites were compared with theoretical values, through the application of micromechanical models, suggesting that both the p-TTNT random distribution into the matrix as its nanometric size contributed to the substantial increase of the aforesaid properties.
Description: Los nanotubos de titanato protonados (p-TTNT) presentan propiedades ideales para reforzar matrices epóxicas, principalmente debido a su alto contenido de grupos hidroxilo superficiales, sin la necesidad de ser modificados superficialmente. Para comprobar su prometedor efecto como refuerzo, se prepararon y caracterizaron compuestos de matriz epóxica con contenidos de p-TTNT menores o iguales a 3 % en peso. Mediante ensayos de microindentación se determinó que los compuestos con un 3 % en peso de p-TTNT presentaron incrementos en su módulo de Young y dureza de 19 y 17 %, respectivamente. A través del análisis de calorimetría diferencial de barrido (DSC) se determinó que los contenidos de p-TTNT no provocaron un efecto adverso en la temperatura de transición vítrea (Tg) de los compuestos, mientras que los resultados del análisis termogravimétrico (TGA) permitieron verificar que aquellos compuestos con 3% de p-TTNT tuvieron una dispersión apropiada en la matriz epóxica. Finalmente, se compararon los resultados experimentales, tanto del módulo de Young de los compuestos como de su dureza, con valores teóricos obtenidos a partir de modelos micromecánicos, sugiriendo que la distribución aleatoria de los p-TTNT en la matriz, así como su tamaño nanométrico, contribuyeron con el incremento sustancial de dichas propiedades.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20856
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