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Conformación de componentes plásticos reforzados con nanopartículas de grafeno funcionalizado para la mejora de sus características mecánicas
ALAN DENYS ALDRETE MEZA
MANUEL GUTIERREZ NAVA
Jorge Calzada Gómez
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-CompartirIgual
Material properties
Graphene
Nanofiller
Polypropylene
Grafeno
Nanocargas
Polipropileno
El grafeno, es una hoja bidimensional de átomos de carbono entrelazados en forma de panal de abeja, el cual, ha llamado mucha atención e interés debido a sus extraordinarias propiedades mecánicas, por ejemplo, su Módulo de Young es de 1TPa. El grafeno puro es uno de los materiales más fuertes que se han descubierto, esto sugiere que su uso e incorporación como cargas en matrices poliméricas puede ayudar a mejorar las propiedades mecánicas de los polímeros. Este trabajo de tesis plantea una metodología para la integración del grafeno como nanorefuerzo para mejorar las propiedades mecánicas del polipropileno normalmente utilizado por la industria automotriz en la fabricación de piezas para automóviles. La incorporación de grafeno como nanorefuerzo polimérico se llevó a cabo sin alterar los procesos productivos más que el paso adicional de incorporar el grafeno al polipropileno. Se evaluaron dos tipos y tres porcentajes de carga de grafeno, en un polipropileno virgen y en un polipropileno con una carga de caucho sintético o EPDM (monómero de etileno propileno dieno, por sus siglas en inglés). Los resultados obtenidos demuestran que la integración de grafeno en polipropileno virgen con porcentajes de carga de 0.1 wt% incrementa 12.8% en promedio sus propiedades mecánicas; 9.5% en el módulo de Flexión, 8.7% en el esfuerzo de cedencia, 19% resistencia al impacto, 10% en la temperatura de deflexión bajo carga y finalmente el índice de fluidez en 17%.
Graphene, a two-dimensional layer of atoms in a honeycomb crystal lattice has been of much interest due to its extraordinary mechanical properties for example its Young’s modulus of 1TPa. Pure graphene is one of the strongest materials ever discovered. This remarkable property suggests that incorporating graphene as a filler to a polymeric matrix can help improving its mechanical properties. This thesis work proposes a methodology to incorporate graphene into an automotive application grade Polypropylene (PP) as a nano-reinforcement to improve its mechanical properties. Incorporation of graphene into the polymeric matrix was carried out without mayor modification to the manufacturing process. It was evaluated two types and three different concentrations of graphene into neat PP and PP with synthetic rubber or EPDM (ethylene propylene diene monomer). This study shows that the incorporation of graphene in concentrations of 0.1 wt% to neat PP improves its mechanical properties in average 12.8%: Flexural Module 9.5%, Yield Stress 8.7%, Impact Resistance 19%, Heat Deflection Temperature 10%, and Melt Flow Index 17%.
CIATEQ, A.C.
2020
Tesis de maestría
Español
Público en general
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
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