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Simulación y control de los procesos de transferencia de resina en moldes flexibles mediante modelos de permeabilidad equivalente

Díaz Escriche, Enrique 01 October 2012 (has links)
El objetivo de la presente tesis es el desarrollo de una metodología original para el diseño óptimo de los procesos de transferencia de resina con ayuda de vacío en la fabricación de materiales compuestos de matriz polimérica. Se trata de un sistema experto que permite reducir el esfuerzo necesario para la optimización del proceso de fabricación y la eliminación de una estrategia basada en el ensayo y error en favor del prototipado virtual en el diseño de los utillajes necesarios. Para la puesta en marcha y validación del sistema experto se han desarrollado las siguientes aportaciones originales: 1. Se ha desarrollado y puesto en marcha un dispositivo experimental original para la caracterización de la permeabilidad flexible de preformas con el ánimo de desarrollar una estrategia de simulación rápida, con reducido esfuerzo computacional y limitada necesidad de determinación experimental de las características del refuerzo (permeabilidad) que permita el diseño preliminar de moldes de infusión con garantía de llenado de la cavidad y tiempos de ciclo reducidos. 2. Se ha puesto en marcha el banco de permeabilidad flexible con una serie de refuerzos típicamente utilizados en la tecnología de materiales compuestos, tales como mats de fibras continuas, tejidos multidireccionales, tejidos híbridos con núcleo para facilitar el paso de la resina y tejidos realizados con fibras de origen natural. Se estudia además en el presente trabajo cómo influyen los radios de curvatura del molde sobre elementos tales como núcleos en el flujo de la resina. 3. Se ha investigado también en el presente trabajo cómo monitorizar la posición del frente de flujo de resina y el grado de curado de la misma con el tiempo. Se han probado con éxito los sensores denominados de flujo de calor en dispositivos de infusión, que permiten registrar la transferencia de energía debida, por un lado, a la diferencia de temperatura entre la resina y el molde a su paso por el sensor y, por otro, a la reacción de p / Díaz Escriche, E. (2012). Simulación y control de los procesos de transferencia de resina en moldes flexibles mediante modelos de permeabilidad equivalente [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17321 / Palancia
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Investigación de los mecanismos de modificación superficial en ionómeros mediante la utilización de tecnologías de plasma atmosférico

España Giner, José Manuel 30 May 2013 (has links)
La naturaleza química de la superficie de los sustratos sólidos afecta a su comportamiento en sus aplicaciones industriales. Se conocen numerosas técnicas para realizar una modificación de la superficie de estos sustratos, pero en los últimos años se ha estado investigando en procesos que modifiquen la superficie de los sustratos sin que se alteren las propiedades generales de estos (tratamientos térmicos o eléctricos). Uno de los tratamientos más interesantes desde el punto de vista industrial es el que se basa en la tecnología de plasma, ya que modifica las propiedades superficiales de sólidos rápida y limpiamente y sin generar ningún tipo de residuo. Además, este tipo de tecnología es fácilmente adaptable a los procesados de materiales a nivel industrial. Los materiales de naturaleza polimérica presentan un gran interés desde el punto de vista industrial, ya que constantemente se demandan nuevos materiales para aplicaciones especiales que posean una versatilidad tanto de diseño, densidad, precio y propiedades como facilidad de transformado. En esta familia de materiales se encuentran los ionómeros, copolímeros que contienen en su estructura cargas iónicas (generalmente de litio, sodio o magnesio). Estos ionómeros poseen óptimas propiedades mecánicas con gran flexibilidad y durabilidad. Además, poseen buena procesabilidad, se pueden procesar por los métodos de conformado empleados para los termoplásticos, extrusión e inyección. El mayor inconveniente que presentan frente a las demandas tecnológicas es su baja adherencia, tanto en las uniones con otros materiales o en imprimaciones, ya que presenta valores bajos de energía superficial. Por ello es necesario un tratamiento superficial previo a ser utilizado. En este estudio se ha utilizado la técnica de plasma atmosférico para modificar las propiedades superficiales de láminas de un ionómero con iones de sodio (Na+ ). Los efectos de este tratamiento en su superficie se han cuantificado mediante medidas de ángulo de contacto, espectroscopía infrarroja por transformada de Fourrier con reflectancia total atenuada (FTIRATR), microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fuerza atómica (AFM). A su vez, también se han determinado que parámetros del proceso influyen en la uniformidad y la homogeneidad de la superficie tratada. Por otra parte, se ha realizado un estudio sobre la fuerza máxima de pelado en T y pelado en cizalla de uniones adhesivas ionómeropolicarbonato. Los resultados muestran que el tratamiento con plasma a bajas distancias boquilla-sustrato y bajas velocidades de aplicación de plasma (condiciones más agresivas) mejoran de sobremanera la humectabilidad de las láminas de ionómero. Ello es debido al mecanismo principal de actuación del plasma, activación superficial por inserción de especies polares como se aprecia en la caracterización espectroscópica; y al mecanismo físico de micro-abrasión de la superficie, aumentando la rugosidad de las muestras tratadas. Tras este estudio, podemos concluir que el tratamiento con plasma atmosférico es un método interesante desde el punto de vista industrial y medioambiental, ya que se trata de un proceso de fácil implantación productiva y no genera residuos. / España Giner, JM. (2013). Investigación de los mecanismos de modificación superficial en ionómeros mediante la utilización de tecnologías de plasma atmosférico [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/29289 / TESIS
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Predicción del comportamiento de degradación térmica de plásticos industriales y sus residuos como vía de revalorización

López Aznar, Nuria 15 October 2013 (has links)
En el presente trabajo se ha analizado el comportamiento de los materiales plásticos frente a la degradación térmica. Los termoplásticos están sometidos a procesos de transformación que implican el calentamiento del material que puede ser el origen de su degradación y la consiguiente modificación de sus propiedades. En algunos materiales tenemos un amplio margen de maniobra entre la temperatura de transformación y la degradación, pero en otros casos este margen se estrecha. En casos como estos es necesario la utilización de estabilizantes térmicos, y el conocimiento del mecanismo de degradación nos permitirá diseñar los estabilizantes más adecuados. Para conocer dichos mecanismos de degradación, se ha empleado análisis cinéticos no isotermos, que presentan ciertas ventajas sobre el análisis isotermo. Se han utilizado métodos no isotermos basados en programas de temperatura lineal. Esto permite la determinación de parámetros cinéticos y como consecuencia se puede establecer la cinética en un amplio intervalo de temperaturas. De esta forma ha sido posible obtener gran cantidad de información práctica de una muestra simple, como la temperatura de máxima descomposición. Se ha aplicado varios métodos, denominados clásicos, a varios materiales (elastómeros, poli(propileno), poli(carbonato), poli(cloruro de vinilo) y acrilonitrilo-butadieno-estireno) para estudiar su degradación, pero estos métodos presentan ciertos inconvenientes en su utilización: - Uno de ellos es que éstos métodos no se ajustan del todo bien al proceso de degradación que sufre el material y no son modelos fiables a seguir. - Otro inconveniente de estos modelos clásicos es que la obtención de buenas resoluciones requiere normalmente de velocidades de calentamiento bajas, lo que puede llegar a hacer excesivamente largos los experimentos. Para resolver este problema, se ha propuesto la utilización de un nuevo método de análisis térmico que mejora la resolución de forma que aumenta la capacidad del .. / López Aznar, N. (2013). Predicción del comportamiento de degradación térmica de plásticos industriales y sus residuos como vía de revalorización [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/32825 / Palancia
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Nanocomposites of Multiphase Polymer Blend Reinforced with Carbon Nanotubes: Processing and Characterization

WEGRZYN, MARCIN 07 April 2014 (has links)
This thesis presents the study of nanocomposites based on immiscible polymer blend of polycarbonate and acrylonitrile-butadiene-styrene (PC/ABS) filled with multi-walled carbon nanotubes (MWCNT). The aim is to achieve an improvement of mechanical properties and electrical conductivity of the nanocomposites. In an initial stage, a twin-screw extruder was used to obtain nanocomposites by melt compounding. Three methods of carbon nanotubes addition were studied: direct addition, dilution from a masterbatch and feeding of MWCNT suspension in ethanol. For each method, the influence of nanofiller content and processing parameters on morphology and final properties of the nanocomposite was analyzed. Furthermore, the influence of two types of carbon nanotubes modifications was studied: covalent modification by surface-oxidation (MWCNT-COOH) and non-covalent modification by an addition of surfactant promoting the nanofiller-matrix interactions. A good dispersion of the MWCNT was obtained for masterbatch dilution and suspension feeding. Both methods showed preferential localization of carbon nanotubes in polycarbonate phase (PC). Samples processed by masterbatch dilution showed the 30 % increase of rigidity and a decrease of ductility of PC/ABS for 0.5 wt. % MWCNT. Electrical conductivity was influenced by processing temperature and carbon nanotubes type. The percolation threshold value was 2.0 wt. % for pristine MWCNT and 1.5 wt. % for modified MWCNT-COOH. Better balance of mechanical properties and electrical conductivity was achieved in the samples obtained by the masterbatch route. These properties were studied in a subsequent phase, when the extruded nanocomposite was injection molded in order to obtain a defined geometry. / Wegrzyn, M. (2014). Nanocomposites of Multiphase Polymer Blend Reinforced with Carbon Nanotubes: Processing and Characterization [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/36869 / TESIS
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Estudio del comportamiento susceptor de microondas de nanotubos de carbono y grafeno multicapa para su aplicación en el calentamiento de polímeros

Galindo Galiana, Begoña 10 June 2016 (has links)
[EN] The objective of the present Doctoral Thesis consist of developing polypropylene (PP) nanocomposites able to be effectively heated and processed by microwave heating. Unpolar polymers like polypropylene are transparent to microwave radiation. Two types of carbonous nanoparticles were studied aiming to increase the capacity of polypropylene to absorb microwave radiation: Carbon nanotubes (CNT) and multilayer graphene (MLG). Nanoparticles were incorporated into polypropylene matrix by melt compounding in co-rotative twin screw extruder. The first phase of the experimental work consisted of evaluating the influence of the processing conditions on the dispersion of susceptor nanoparticles into the polypropylene matrix (PP). The dispersion was evaluated based on the morphology studies and the rheological properties of the nanocomposites with a CNT and MLG content of 1% w/w. The optimum processing conditions were selected for PP/MLG and PP/CNT systems. These conditions were based on the nanoparticles incorporation by means of masterbatch dilution, employment of high shear screw configuration and high extrusion speed (800 rpm). Nanocomposites with different content of MLG and CNT were prepared with the optimum processing conditions. These nanocomposites showed an increase in the mechanical rigidity and higher thermal stability compared to virgin PP. Storage modulus increase in a 125% with respect to the PP with a nanoparticle content of 1% w/w for both nanocomposite systems. MLG showed a lubricant effect similar to graphite when it was incorporated at low percentages. Electrical and dielectric properties analysis determined that the electrical percolation limit for PP/CNT nanocomposite was set around 1% w/w of CNT, while 10% w/w was the percolation limit for PP/MLG systems. Nanocomposites based on CNT showed an increase on the dielectric constant and the loss factor with the CNT content. Therefore, CNT nanocomposites are able to absorb microwave radiation and transform this energy into heat. Nevertheless, dielectric properties of MLG nanocomposites were very low and barely increase with MLG content. The influence of the dispersion degree on the microwave heating effectiveness was analyzed for the nanocomposites with 1% w/w of MLG and CNT. PP/MLG nanocomposites did not show microwave susceptor behaviour with MLG content of 1% w/w. Nonetheless, nanocomposites with 1%w/w of CNT increased the temperature when exposed to microwave radiation. The dispersion grade of CNT in the PP matrix was a very influencing factor. The maximum reached temperature was increased in 230% by varying the processing conditions. Nanocomposites with high content of CNT showed very different values of the mean reached temperature in the microwave due to the higher presence of agglomerates which act as hot spots. Nanocomposites with 1% w/w of CNT showed a very homogeneous heating. For that reason, the nanocomposite of PP with 1% w/w of CNT was selected to develop a prototype produced with microwave heating. The aim of producing a prototype was to validate the heating technique and the performance of the nanocomposite selected as microwave susceptor. A shin-guard was produced with self-reinforced polymers (PP reinforced with PP/CNT fibre) in which the susceptor nanocomposite also acts as mechanical reinforcement. / [ES] El objetivo de la presente Tesis Doctoral consiste en el desarrollo de nanocompuestos de polipropileno (PP) capaces de ser calentados y procesados de manera efectiva mediante radiación microondas. Los polímeros apolares como el polipropileno son transparentes a la radiación microondas. Con el fin de aumentar la capacidad del polipropileno para absorber radiación microondas se emplearon dos tipos de nanopartículas carbonosas: nanotubos de carbono (NTC) y grafeno multicapa (GMC). Las nanopartículas se incorporaron en la matriz de polipropileno por mezclado en fundido en extrusora co-rotativa de doble husillo. La primera fase del experimental consistió en evaluar la influencia de las condiciones de procesado en la dispersión de las nanopartículas susceptoras en la matriz de polipropileno (PP). La dispersión fue evaluada en base a la morfología y propiedades reológicas de los nanocompuestos con un contenido del 1% en peso de NTC y GMC. De esta primera fase se seleccionaron las condiciones de procesado más adecuadas para los sistemas PP/GMC y PP/NTC, y que para ambos sistemas coincidieron en la incorporación de las nanopartículas mediante dilución de un masterbatch, el empleo de una configuración de husillo de alta cizalla y la aplicación de velocidades de extrusión altas (800 rpm). Los estudios llevados a cabo en los sistemas nanocompuestos PP/NTC y PP/GMC preparados en las condiciones seleccionadas mostraron un aumento de la rigidez mecánica y de la estabilidad térmica con el incremento del contenido de nanocarga. Se obtuvo un aumento del módulo de almacenamiento del 125% para ambos sistemas con un porcentaje de aditivación en peso del 1%.bEl GMC mostró un efecto lubricante semejante al grafito cuando se incorporó en bajos porcentajes. Del análisis de las propiedades eléctricas y dieléctricas se determinó que el límite de percolación eléctrica para los nanocompuestos de PP/NTC se encuentra alrededor del 1% de NTC, mientras que para los nanocompuestos PP/GMC este límite está alrededor del 10% de GMC. Los nanocompuestos de NTC mostraron un aumento de la constante dieléctrica y del factor de pérdidas con el contenido de NTC. Por lo tanto, los nanocompuestos basados en NTC son capaces de absorber radiación microondas y transformar esta energía en calor. Sin embargo, las propiedades dieléctricas del GMC fueron muy bajas y apenas aumentaron con el contenido de GMC. Se estudió la influencia del grado de dispersión en la efectividad de calentamiento por microondas de los diferentes sistemas nanocompuestos desarrollados con 1% de GMC y NTC. Los nanocompuestos PP/GMC no reflejaron ningún comportamiento susceptor de radiación microondas con contenidos de GMC del 1% en peso. Sin embargo, los nanocompuestos con 1% de NTC (alrededor del umbral de percolación) aumentaron la temperatura al someterse a radiación microondas. El grado de dispersión de los NTC en la matriz de PP mostró ser un factor de gran influencia, pudiendo aumentar la temperatura de calentamiento en un 230% al variar las condiciones de procesado del nanocompuesto. Los valores de temperatura registrados durante el calentamiento por microondas de nanocompuestos PP/NTC con altos porcentajes de carga mostraron una gran disparidad, debido a la presencia de un mayor número de aglomerados que actúan como "hot spots" o puntos calientes. Sin embargo, los nanocompuestos con 1% de NTC mostraron un calentamiento mucho más homogéneo Por ello, en la fase última de este trabajo se seleccionó el nanocompuesto PP/NTC con 1% carga para el desarrollo de un prototipo fabricado mediante calentamiento por microondas, con el fin de validar tanto el nanocompuesto susceptor, como la técnica de calentamiento. Se fabricó de forma exitosa una espinillera para protección deportiva a partir de polímeros auto-reforzados (PP reforzado con fibras de PP+1%NTC) en la que el nanocompuesto susceptor actuaba también de refuerzo mecánico. / [CAT] L'objecte d'aquesta tesi doctoral consisteix en el desenvolupament de nanocompostos de polipropilè (PP) capaços d'ésser escalfats i processats de forma efectiva mitjançant radiació microones. Els polímers apolars como el polipropilè són transparents a la radiació microones. Amb la finalitat d'augmentar la capacitat del polipropilè per absorbir radiació microones s'han utilitzat dos tipus de nanopartícules carbonoses: nanotubs de carboni (NTC) i grafè multicapa (GMC). Les nanopartícules s'han incorporat a la matriu de polipropilé mitjançant mesclat en fos amb extrusora co-rotativa de doble cargol. La primera fase de l'experimental va consistir en avaluar la influència de les condicions de processat en la dispersió de les nanopartícules susceptores dins de la matriu de polipropilé (PP). La dispersió va ser avaluada en base a la morfologia i propietats reològiques dels nanocompostos amb un contingut del 1% en pes de NTC y GMC. D'aquesta primera fase es van seleccionar les condicions de processat més adequades per als sistemes PP/GMC i PP/NTC, i que als dos casos es van basar en la incorporació de les nanopartícules mitjançant dilució d'un masterbatch, l'ús d'una configuració d'un cargol d'alta cisalla i l'aplicació de velocitats d'extrusió elevades (800 rpm). Els estudis realitzats als sistemes nanocompostos PP/NTC y PP/GMC preparats en les condicions seleccionades van mostrar un augment de la rigidesa mecànica i de l'estabilitat tèrmica amb l'increment del contingut de nanocàrrega. S'ha obtingut un augment del mòdul d'emmagatzematge del 125% per als dos sistemes amb un percentatge d'additivació en pes de l'1%. El GMC va mostrar un efecte lubricant semblant al grafit quan en va incorporar en baixos percentatges. De l'anàlisi de les propietats elèctriques i dielèctriques es va determinar que el límit de percolació elèctrica per als nanocompostos de PP/NTC es troba al voltant de l'1% de NTC, mentre que per als nanocompostos PP/GMC eixe límit està al voltant del 10% de GMC. Els nanocompostos de NTC van mostrar un augment de la constant elèctrica i del factor de pèrdues amb el contingut de NTC. En conseqüència, els nanocompostos basats en NTC són capaços d'absorbir radiació microones i transformar aquesta energia en calor. No obstant això, les propietats dielèctriques del GMC van ser molt baixes i quasi no van augmentar amb el contingut de GMC. Es va estudiar la influència del grau de dispersió en l'efectivitat de l'escalfament per microones dels diferents sistemes nanocompostos desenvolupats amb 1% de GMC y NTC. Els nanocompostos PP/ GMC no van reflectir cap comportament susceptor de radiació microones amb continguts de GMC del 1% en pes. No obstant això, els nanocompostos amb 1% de NTC (al voltant del llindar de percolació) van augmentar la temperatura al sotmetre's a radiació microones. El grau de dispersió dels NTC a la matriu de PP va mostrar ésser un factor de gran influència i va poder augmentar la temperatura d'escalfament en un 230% al variar les condicions de processat del nanocompost. Els valors de temperatura registrats al llarg de l'escalfament per microones de nanocompostos PP/NTC amb elevats percentatges de càrrega van mostrar una gran disparitat, a causa de la presència d'un major nombre d'aglomerats que actuen com "hot spots" o punts calents. No obstant això, els nanocompostos amb 1% de NTC van mostrar un escalfament molt més homogeni. Com a conseqüència de tot això, a l'última fase d'aquest treball es va escollir el nanocompost PP/NTC amb 1% de càrrega per al desenvolupament d'un prototipus fabricat mitjançant escalfament per microones, amb l'objectiu de validar tant el nanocompost susceptor, como la tècnica d'escalfament. Es va fabricar de forma exitosa una canyellera de protecció esportiva utilitzant polímers autoreforçats (PP reforçat amb fibres de PP+1%NTC) en la qual el nanocompost susceptor actuava també de reforç mecànic. / Galindo Galiana, B. (2016). Estudio del comportamiento susceptor de microondas de nanotubos de carbono y grafeno multicapa para su aplicación en el calentamiento de polímeros [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/65615 / TESIS
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Analysis of tribocorrosion behavior of biomedical powder metallurgy titanium alloys

LICAUSI, MARIE-PIERRE 03 November 2017 (has links)
Titanium and its alloys have been widely used in oral implantology due to their mechanical properties, corrosion resistance and biocompatibility. However, under in vivo conditions the implants are subjected to the tribocorrosion phenomenon, which consists in the degradation mechanisms due to the combined effect of wear and corrosion. This process contributes to limiting the life span of the implant and may generate clinical problems in patients as metallic ions are released. Another cause of dental implant failure may be the loosening of the implant as metal does not promote osseointegration. The powder-metallurgy process is a promising alternative to the traditional casting fabrication process of titanium alloys for bone implants design, as the porous structure would allow the bone to grow into the pores. This would result in a better fixation of the metal implant without the need of sandblasting /acid etching the surface. The present Doctoral thesis aims at describing the corrosion and tribocorrosion behavior of titanium alloys and their degradation mechanisms when processed by powder metallurgy, as a possible alternative to standard casting for dental implant application. For this, model Ti6Al4V titanium alloy and possible substitute Ti6Al7Nb alloy, where Vanadium has been replaced by Niobium in order to avoid cytotoxicity of the resulting biomaterial, have been studied. Electrochemical and tribo-electrochemical characterization of the biomaterials have been carried out under different physico-chemical conditions with biological relevance (in artificial saliva (AS) with different fluoride content, pH and oxidising conditions) which noticeably influences the degradation mechanisms of the studied materials. A new tribocorrosion technique that allows measuring the galvanic potential and current between the wear track (anode) and the passive material (cathode) through Zero-Resistance Ammetry (ZRA) has been also used to elucidate tribocorrosion mechanisms of the model Ti6Al4V cast alloy in AS. The ZRA technique for tribocorrosion allowed predicting the real depassivated area and therefore, the deviation of the wear mechanisms from Archard wear law at Open Circuit Potential (OCP). All alloys show passivity in artificial saliva although active dissolution occurs in presence of high fluoride concentration (1000 ppm) and acidic conditions, pH 3. The degradation mechanism of sintered alloys is mainly governed by the mechanical wear in AS and only determined by the active dissolution when fluorides are added to acidified artificial saliva (pH 3). Wear was found to be governed by the prevailing oxidizing condition (simulated by changes in the electrode potential). Ti6Al4V alloy processed by powder metallurgy showed a similar tribocorrosion resistance when compared to commercially available cast alloy suggesting that powder metallurgy is a promising fabrication process for implant applications. The influence of the alloying elements, Al and Nb, on the corrosion and tribocorrosion behavior of different titanium alloys, Ti6Al7Nb, Ti7Nb and Ti6Al has been studied and in all cases, the corrosion resistance is improved when compared to pure titanium. Wear damage was found to be critically affected by the ductility of the material, thus by the alloying element. Ti6Al7Nb showed a better corrosion resistance and similar tribocorrosion behaviour when compared to Ti6Al4V. The results of this thesis have shown that Ti6Al7Nb obtained by Powder metallurgy is a promising biomedical alloy for oral implants. Wear damage of sintered Ti alloys depends on the electrochemical potential and their tribocorrosion behaviour is critically affected by a high content of fluoride found in common daily dental health care products. / El titanio y sus aleaciones han sido utilizados en implantología oral debido a sus propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y biocompatibilidad. Sin embargo, bajo condiciones in vivo los implantes están sometidos al fenómeno de tribocorrosión, que consiste en mecanismos de degradación debido al efecto combinado de desgaste y corrosión. Este proceso disminuye la vida útil del implante y genera problemas clínicos a medida que se liberan iones metálicos. La pérdida de fijación del implante es otra causa de fracaso del implante, por falta de osteointegración. El proceso de pulvimetalurgia es una alternativa prometedora al proceso tradicional de fabricación (colada, forja) de aleaciones de titanio para el diseño de implantes óseos, ya que la estructura porosa permitiría que el hueso crezca dentro de los poros, dando lugar a una mejor fijación del implante. La presente tesis doctoral pretende describir el comportamiento frente a la corrosión y tribocorrosión de las aleaciones de titanio y sus mecanismos de degradación cuando se procesan mediante pulvimetalurgia, como una posible alternativa a la colada estándar para la aplicación de implantes dentales. Se ha estudiado el modelo de aleación de titanio Ti6Al4V y posible sustitución por la aleación Ti6Al7Nb, donde el Vanadio ha sido sustituido por Niobio para evitar la citotoxicidad del biomaterial. La caracterización electroquímica y tribo-electroquímica de los biomateriales se ha llevado a cabo en diferentes condiciones físico-químicas con relevancia biológica (en saliva artificial (AS) con fluoruro, pH y condiciones oxidantes) que influye notablemente en los mecanismos de degradación de los materiales estudiados. También se ha utilizado una nueva técnica de tribocorrosión que permite medir el potencial galvánico y la corriente entre la pista de desgaste (ánodo) y el material pasivo (cátodo) a través de la ametría de resistencia cero (Zero-Resistence Ammetry, ZRA) para elucidar los mecanismos de tribocorrosión de la aleación de forja Ti6Al4V en AS. La técnica ZRA para tribocorrosión permitió predecir el área real despasivada y, por tanto, la desviación de los mecanismos de desgaste de la ley de desgaste de Archard en OCP. Las aleaciones muestran pasividad en AS, aunque la disolución activa se produce en presencia de alta concentración de fluoruro (1000 ppm) y condiciones ácidas, pH 3. El mecanismo de degradación de las aleaciones sinterizadas se rige principalmente por el desgaste mecánico en AS y sólo determinado por la disolución activa cuando se añaden fluoruros a la saliva artificial acidificada (pH3). Se encontró que el desgaste se rige por la condición oxidante predominante (simulada por cambios en el potencial de electrodo). La aleación Ti6Al4V procesada por pulvimetalurgia mostró una resistencia similar a la tribocorrosión cuando se comparó con la aleación forjada comercial disponible, lo que sugiere que la pulimetalurgia es un prometedor proceso de fabricación para aplicaciones de implantes. Se ha estudiado la influencia de los elementos aleantes Al y Nb sobre el comportamiento de corrosión y tribocorrosión de diferentes aleaciones de titanio Ti6Al7Nb, Ti7Nb y Ti6Al y en todos los casos la resistencia a la corrosión se mejora en comparación con el titanio puro. El daño de desgaste está afectado críticamente por la ductilidad del material, por lo tanto, por el elemento de aleación. La aleación Ti6Al7Nb mostró una mejor resistencia a la corrosión y un comportamiento similar de tribocorrosión en comparación con la aleación Ti6Al4V. Los resultados de esta tesis han demostrado que el Ti6Al7Nb obtenido por pulvimetalurgia es una prometedora aleación biomédica para implantes orales. El deterioro del desgaste de las aleaciones de Ti sinterizadas depende del potencial electroquímico y su comportamiento a tribocorrosión se ve afectado de manera crítica por un alto contenido de ion flúor / El titani i els seus aliatges s'han utilitzat en l'implantologia oral degut a les seves propietats mecàniques, resistència a la corrosió i biocompatibilitat. No obstant això, en condicions in vivo els implants són sotmesos al fenomen de tribocorrosió, que consisteix en els mecanismes de degradació causats per l'efecte combinat de desgast i corrosió. Aquest procés contribueix a limitar la vida útil de l'implant i pot generar problemes clínics com l'alliberament d'ions metàl¿lics. Una altra causa de fracàs de l'implant dental pot ser la pèrdua de fixació de l'implant, ja que el metall no promou l'osteointegració. El procés de pulvimetal¿lúrgia és una alternativa prometedora al procés tradicional de fabricació (colada i forja) d'aliatges de titani per al disseny d'implants ossis, ja que l'estructura porosa permetria que l'os creixca dins dels porus. Això donaria lloc a una millor fixació de l'implant metàl¿lic. La present tesi doctoral pretén descriure el comportament enfront de la corrosió i tribocorrosió dels aliatges de titani i els seus mecanismes de degradació quan es processen mitjançant pulverimetal¿lúrgia, com una possible alternativa a la fabricació estàndard per forja per a l'aplicació d'implants dentals. Per a això, s'ha estudiat el model d'aliatge de titani Ti6Al4V i possible substitució per l'aliatge Ti6Al7Nb, on el vanadi ha estat substituït per niobi per evitar la citotoxicitat del biomaterial resultant. La caracterització electroquímica i tribo-electroquímica dels biomaterials s'ha dut a terme en diferents condicions fisicoquímiques amb rellevància biològica (en saliva artificial (AS) amb fluorur, pH i condicions oxidants) que influix notablement en els mecanismes de degradació dels materials estudiats. També s'ha utilitzat una nova tècnica de tribocorrosió que permet mesurar el potencial galvànic i el corrent entre la pista de desgast (ànode) i el material passiu (càtode) a través de la ametria de resistència zero (Zero-Resistence Ammetry, ZRA) per elucidar els mecanismes de tribocorrosió de l'aliatge de forja Ti6Al4V en AS. La tècnica ZRA per tribocorrosió va permetre predir l'àrea real despassivada i, per tant, la desviació dels mecanismes de desgast de la llei de desgast de Archard en OCP. Tots els aliatges mostren passivitat en la saliva artificial, tot i que la dissolució activa es produix en presència d'alta concentració de fluorur (1000 ppm) i condicions àcides, pH 3. El mecanisme de degradació dels aliatges sinteritzats es regix principalment pel desgast mecànic en AS i només determinat per la dissolució activa quan s'afegixen fluorurs a la saliva artificial acidificada (pH 3). Es va trobar que el desgast es regix per la condició oxidant predominant (simulada per canvis en el potencial d'elèctrode). L'aliatge Ti6Al4V processada per pulverimetal¿lúrgia va mostrar una resistència similar a la tribocorrosió quan es va comparar amb l'aliatge forjada comercial disponible, el que suggerix que la pulverimetal¿lúrgia és un prometedor procés de fabricació per a aplicacions d'implants. S'ha estudiat la influència dels elements d'aliatge Al i Nb sobre el comportament de corrosió i tribocorrosió de diferents aliatges de titani Ti6Al7Nb, Ti7Nb i Ti6Al i en tots els casos la resistència a la corrosió es millora en comparació amb el titani pur. Es va trobar que el dany de desgast està afectat críticament per la ductilitat del material, per tant, per l'element d'aliatge. L'aliatge Ti6Al7Nb va mostrar una millor resistència a la corrosió i un comportament similar de tribocorrosió en comparació amb l'aliatge Ti6Al4V. Els resultats d'aquesta tesi han demostrat que el Ti6Al7Nb obtingut per pulverimetal¿lúrgia és un prometedor aliatge biomèdic per a implants orals. El deteriorament del desgast dels aliatges de Ti sinteritzats depèn del potencial electroquímic i el seu comportament a tribocorrosió es veu afectat de manera crí / Licausi, M. (2017). Analysis of tribocorrosion behavior of biomedical powder metallurgy titanium alloys [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90448 / TESIS
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USO DE ADITIVOS SOSTENIBLES EN LA ESTABILIZACIÓN TÉRMICA DEL POLIPROPILENO EN SU PROCESO DE SÍNTESIS

Hernández Fernández, Joaquín Alejandro 05 November 2018 (has links)
En esta Tesis se plantea un aprovechamiento integral de antioxidantes naturales para reforzar al polipropileno contra la degradación termoxidativa que sufre durante su proceso de conformado. De entre estos compuestos, los ácidos hidroxicinámicos son un grupo de moléculas presentes en la pared celular vegetal, cuyos principales representantes son el ácido ferúlico, p-cumárico, cafeico y sinápico, de los cuales el ácido ferúlico y p-cumárico son los de mayor abundancia en la naturaleza. Están formados básicamente por un anillo aromático, un grupo alifático y un ácido carboxílico en el extremo. Son denominados hidroxicinámicos por la sustitución del grupo hidroxilo en el anillo aromático. Otra forma en la que se encuentran presentes es como ácido clorogénico (ácido cafeico, preferentemente), son solubles y se presentan en altas concentraciones en bebidas como el café. Esta investigación, se inicia con un estudio que sirve para identificar y conocer los residuos generados en el proceso de desodorización del polipropileno. Para llevar a cabo este análisis, se realizó un prototipo de desorber que sirvió para generar y posteriormente analizar los residuos líquidos y sólidos generados. Mediante cromatografía y ensayos calorimétricos se ha podido identificar las moléculas derivadas del proceso de degradación así como proponer las rutas químicas que dan origen a estos derivados tóxicos. Una vez identificadas estas sustancias, se ha podido valorar los riesgos que estos podrían provocar en el medio de degradación. Un segundo estudio desarrollado en esta investigación, ha tenido como objetivo la búsqueda de una aplicación a los residuos generados durante el proceso de síntesis del PP. A través del estudio de las cinéticas de degradación se ha planteado una recuperación de estos derivados mediante procesos de pirolisis y quimiólisis. Además, este estudio ha servido para comparar y determinar qué modelos cinéticos de degradación son los que mejor se ajustan al proceso de degradación del PP en el rango de temperaturas de trabajo para este polímero. Finalmente, para determinar los efectos antioxidantes de los aditivos estudiados en la matriz del polipropileno, se prepararon diferentes formulaciones con aditivos naturales y con aditivos de origen petroquímico, como el Irganox y el Ethanox a modo de comparación. Los films preparados se analizaron mediante diferentes técnicas con el fin de obtener información físico-química, colorimétrica, estructural y de resistencia mecánica. De los resultados obtenidos, se ha podido comprobar que el ácido cafeico superó a los otros antioxidantes, reduciendo la producción de aflatoxinas en más del 95 por ciento. / The growing social sensitivity linked to environmental issues in relation to the carbon footprint, together with the depletion of non-renewable sources, has acted as a driving force for the search for alternative materials for the synthesis and optimization of polymeric material formulations. Present in most plant foods, antioxidants block the damaging effect of free radicals that occur when a polymer undergoes a degradation process. This thesis proposes an integral use of natural antioxidants to reinforce the polypropylene against the thermo-oxidative degradation that suffers during its forming process. Among these compounds, hydroxycinnamic acids are a group of compounds present in the plant cell wall, whose main representatives are ferulic acid, p-coumaric, caffeic and sinapic, of which ferulic acid and p-coumaric are the most abundant In nature. They are basically formed by an aromatic ring, an aliphatic group and a carboxylic acid at the end. They are called hydroxycinnamics by the substitution of the hydroxyl group in the aromatic ring. Another way in which they are present is as chlorogenic acid (caffeic acid, preferably), they are soluble and present in high concentrations in beverages such as coffee. In this research, an initial study is proposed to identify and know the waste generated in the process of deodorization of polypropylene. To carry out this study, a prototype of desorbing was carried out in order to analyze the liquid and solid waste generated, which subsequently served to analyze the risks that these could cause. By means of chromatography and calorimetric analysis it has been possible to identify the molecules derived from the degradation process as well as to propose the chemical routes that give rise to these toxic derivatives. A second study served to apply the waste generated during the PP synthesis process. Through the study of the kinetics of degradation, a recovery of these derivatives has been considered through pyrolysis or chemical processes. This study served to compare and determine best models that suit the process of degradation of the PP in the range of working temperatures for this polymer. In order to determine the antioxidant effects of the additives studied in the polypropylene matrix, different formulations were prepared with natural additives and with additives of petrochemical origin as a comparison. The prepared films were analyzed by different techniques in order to obtain physical-chemical, colorimetric, structural and mechanical resistance information. From the results obtained, it was found that caffeic acid exceeded the other antioxidants, reducing the production of aflatoxins by more than 95 percent. / La creixent sensibilitat social lligada a temes mediambientals en relació a la petjada de carboni, juntament amb l'esgotament de les fonts no renovables, ha actuat com a força impulsora per a la cerca de matèries alternatives per a la síntesi i optimització de formulacions de materials polimèrics. Presents en la majoria els aliments vegetals, els antioxidants bloquegen l'efecte perjudicial dels radicals lliures que es produeixen quan un polímer pateix un procés de degradació. En aquesta investigació, es planteja un aprofitament integral d'antioxidants naturals per a reforçar al polipropilè contra la degradació termoxidativa que pateix durant el seu procés de conformat. Entre aquests compostos, els àcids hidroxicinámicos són un grup de compostos presents en la paret cel·lular vegetal, els principals representants del qual són l'àcid ferúlico, p-cumárico, cafeico i sinápico, dels quals l'àcid ferúlico i p-cumárico són els de major abundància en la naturalesa. Estan formats bàsicament per un anell aromàtic, un grup alifàtic i un àcid carboxílic en l'extrem. Són denominats hidroxicinámicos per la substitució del grup hidroxil en l'anell aromàtic. Una altra forma en la qual es troben presents és com a àcid *clorogénico (àcid *cafeico, preferentment), són solubles i es presenten en altes concentracions en begudes com el café. De la mateixa manera, en aquest estudi es planteja un estudi inicial per a identificar i conéixer els residus generats en el procés de desodorización del polipropilè. Per a dur a terme aquest estudi es va realitzar un prototip de desorber amb la finalitat d'analitzar els residus líquids i sòlids generats, que van servir posteriorment per a analitzar els riscos que aquests podrien provocar. Mitjançant cromatografia i assajos calorimétricos s'ha pogut identificar les molècules derivades del procés de degradació així com proposar les rutes químiques que donen origen a aquests derivats tòxics. Un segon estudi desenvolupat en aquesta investigació, va servir per a donar aplicació als residus generats durant el procés de síntesi del PP. A través de l'estudi de les cinètiques de degradació s'ha plantejat una recuperació d'aquests derivats mitjançant processos de pirolisis o quimiólisis. Aquest estudi ha servit per a comparar i determinar què models cinètics de degradació són els que millor s'ajusten al procés de degradació del PP en el rang de temperatures de treball per a aquest polímer. Per a determinar els efectes antioxidants dels additius estudiats en la matriu del polipropilè es van preparar diferents formulacions amb additius naturals i amb additius d'origen petroquímic a manera de comparació. Els films preparats es van analitzar mitjançant diferents tècniques amb la finalitat d'obtindre informació físic-química, colorimètrica, estructural i de resistència mecànica. Dels resultats obtinguts, s'ha pogut comprovar que l'àcid cafeico va superar als altres antioxidants, reduint la producció de *aflatoxinas en més del 95 per cent / Hernández Fernández, JA. (2018). USO DE ADITIVOS SOSTENIBLES EN LA ESTABILIZACIÓN TÉRMICA DEL POLIPROPILENO EN SU PROCESO DE SÍNTESIS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/111841 / TESIS
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Synthesis Of ZnO and TiO2 By Biomimetization Of Eggshell Membranes And Its Evaluation As Anode In Dye-Sensitized Solar Cells

Camaratta, Rubens 03 December 2018 (has links)
Esta tesis presenta un conjunto original de procedimientos para la síntesis de nanoestructuras de TiO2 y ZnO por biomimetización de membranas de cáscara de huevo obteniendo materiales valiosos para fotovoltaica como se muestra en su evaluación de rendimiento como ánodo en células solares sensibilizadas por colorante. "El manuscrito está dividido en 7 capítulos. En el primer capítulo, titulado Introducción, se presentan las bases teóricas para la comprensión de los procesos de biomimetización, membranas de cáscara de huevo, síntesis de ZnO y TiO2, y células solares sensibilizadas por colorantes (DSSC). Después del capítulo introductorio, el Capítulo 2 revela los objetivos generales y específicos de esta investigación. Posteriormente, el Capítulo 3 describe el procedimiento experimental utilizado para las síntesis y caracterizaciones de ZnO y TiO2, así como el procedimiento utilizado en el ensamblaje y la caracterización de las células fotovoltaicas. En el capítulo 4 se presentan y discuten los resultados obtenidos con las síntesis y la aplicación de los polvos como fotodoles en DSSC. En este capítulo, hemos decidido subdividirlo en secciones específicas para explicar cuestiones científicas específicas sobre el tema. En el capítulo 5 se presentan las conclusiones del estudio en vista de los diferentes aspectos: obtención de TiO2 biomimético y ZnO, diferencias entre los polvos sintetizados por biomimetización de las membranas de cáscara de huevo, y la caracterización de las células construidas con los polvos biomiméticos. / Esta tesi presenta un conjunt original de procediments per a la síntesi de nanoestructuras de TiO2 i ZnO per biomimetización de membranes de corfa d'ou obtenint materials valuosos per a fotovoltaica com es mostra en la seua avaluació de rendiment com a ànode en cèl·lules solars sensibilitzades per colorant. "El manuscrit està dividit en 7 capítols. En el primer capítol, titulat Introducció, es presenten les bases teòriques per a la comprensió dels processos de biomimetización, membranes de corfa d'ou, síntesi de ZnO i TiO2, i cèl·lules solars sensibilitzades per colorants (DSSC) . Després del capítol introductori, el Capítol 2 revela els objectius generals i específics d'esta investigació. Posteriorment, el Capítol 3 descriu el procediment experimental utilitzat per a les síntesis i caracteritzacions de ZnO i TiO2, així com el procediment utilitzat en l'acoblament i la caracterització de les cèl·lules fotovoltaiques. En el capítol 4 es presenten i discutixen els resultats obtinguts amb les síntesis i l'aplicació de les pols com fotodoles en DSSC. En este capítol, hem decidit subdividir-ho en seccions específiques per a explicar qüestions científiques específiques sobre el tema. En el capítol 5 es presenten les conclusions de l'estudi en vista dels diferents aspectes: obtenció de TiO2 biomimético i ZnO, diferències entre les pols sintetitzats per biomimetización de les membranes de corfa d'ou, i la caracterització de les cèl·lules construïdes amb les pols biomiméticos. / This thesis introduces an original set of procedures for the Synthesis of ZnO and TiO2 nanostructures by biomimetization of eggshell membranes obtaining valuable materiales for photovoltaic as shown on their performance evaluation as anode in Dye-Sensitized Solar Cells". The manuscript is divided into 7 chapters. In the first chapter, entitled Introduction, it is presented the theoretical bases for the understanding of the biomimetization processes, eggshell membranes, ZnO and TiO2 syntheses, and dye-sensitized solar cells (DSSC). After the introductory chapter, Chapter 2 reveals the general and specific objectives of this research. Subsequently, Chapter 3 describes the experimental procedure used for the syntheses and characterizations of ZnO and TiO2 as well as the procedure used in the assembly and characterization of the photovoltaic cells. In chapter 4 are presented and discussed the results obtained with the syntheses and application of the powders as photoanodes in DSSC. In this chapter, we have chosen to subdivide it into specific sections to explain specific scientific issues on the subject. In chapter 5 the conclusions of the study are presented in view of the different aspects: obtaining ZnO and biomimetic TiO2, differences between the powders synthesized by biomimetization of eggshell membranes, and the characterization of the cells constructed with the biomimetic powders. / Camaratta, R. (2018). Synthesis Of ZnO and TiO2 By Biomimetization Of Eggshell Membranes And Its Evaluation As Anode In Dye-Sensitized Solar Cells [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/113416 / TESIS
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Reducción de la fragilidad de formulaciones industriales de ácido poliláctico - PLA mediante el empleo de técnicas de mezclado y compatibilización

García Campo, María Jesús 17 December 2018 (has links)
RESUMEN. "Reducción de la fragilidad de formulaciones industriales de ácido poliláctico - PLA mediante el empleo de técnicas de mezclado y compatibilización" En los últimos años, se ha producido un incremento de la sensibilidad por el medio ambiente. Con ello, muchas investigaciones se han dirigido hacia el desarrollo de nuevos materiales más respetuosos con el medio ambiente. En el campo de la tecnología de polímeros, el empleo de biopoliésteres poco a poco está invadiendo los sectores industriales. Entre estos poliésteres, el ácido poliláctico (PLA), que puede obtenerse a partir de recursos renovables como el almidón, ha ido ganando relevancia al mismo tiempo que su precio ha ido disminuyendo. Actualmente el PLA es un biopolímero de gran importancia en sectores como automoción, construcción, sector médico, impresión 3D, etc. entre otros. El PLA presenta excelentes propiedades mecánicas y buena estabilidad térmica. Además, ofrece una ventana de procesado bastante amplia que permite la fabricación de piezas y componentes evitando la degradación térmica de éste. No obstante, el PLA es un polímero de alta cristalinidad y ello repercute en sus propiedades dúctiles. Este se caracteriza por un bajo alargamiento a la rotura, baja tenacidad y, en consecuencia, elevada fragilidad. Esta tesis doctoral se centra en la mejora de las propiedades dúctiles y reducción de la fragilidad intrínseca del PLA para ampliar, todavía más, sus aplicaciones industriales. De los diferentes planteamientos: plastificación, copolimerización, extrusión reactiva y mezclado, esta tesis doctoral se centra en la reducción de la fragilidad mediante la obtención de mezclas ternarias con otros biopoliésteres con el fin de obtener formulaciones altamente respetuosas con el medio ambiente y un conjunto de propiedades equilibradas. Para ello se plantea la hipótesis de emplear un biopoliéster que mantenga las propiedades mecánicas resistentes en valores altos. En este caso, se ha trabajado con poli(3-hidroxibuturato) - (PHB), obtenido por fermentación bacteriana. La otra hipótesis de trabajo, se centra en el empleo de diversos biopoliésteres flexibles que aporten buena resistencia al impacto, aumentando, de esta manera, la tenacidad de las formulaciones industriales. Con este fin, en esta tesis se trabaja con diversos biopoliésteres flexibles como la poli(¿-caprolactona) - (PCL), poli(butilén succinato) - (PBS) y un copoliéster, el poli(butilén succinado-co-adipato) - (PBSA). Considerando la importancia que adquieren los fenómenos de miscibilidad en las propiedades finales de mezclas de polímeros, se plantea la utilización de una serie de agentes compatibilizantes derivados de recursos naturales renovables. En particular, se trabaja con aceites vegetales modificados (epoxidados, malenizados y acrilados). Así, dada la reactividad de los grupos epoxi, anhídrido maleico y ácido acrílico con los grupos hidroxilo terminales presentes en las cadenas de los diferentes biopoliésteres, se plantea la hipótesis de mejora de la miscibilidad/interacción entre los diferentes polímeros de las mezclas ternarias mediante el empleo de aceite de soja epoxidado, maleinizado y acrilado (ESO, MSBO y AESO respectivamente). De forma global, los resultados obtenidos en esta tesis doctoral, permiten ampliar el campo de utilización del PLA a través de mezclas ternarias con PHB y PCL o bien con PHB y PBS o PBSA. Las formulaciones desarrolladas en este trabajo de investigación mejoran notablemente la tenacidad del PLA, aspecto que permite reducir de forma significativa su fragilidad intrínseca. / RESUM. "Reducció de la fragilitat intrínsica de formulacions industrials d'àcid polilàctic - PLA mitjançant la utilització de tècniques de mesclat i compatibil·lització" En els últims anys, s'ha produït un increment de la sensibilitat pel medi ambient. Amb aquest, moltes investigacions s'han dirigit cap al desenvolupament de nous materials més respectuosos amb el medi ambient. En el camp de la tecnologia de materials polimèrics, la utilització de biopolièsters poc a poc està envaint els sectors industrials. Entre tots aquest biopolièsters, l'àcid polilàctic (PLA), que pot obtenir-se a partir de recursos renovables com ara el midó, ha anat guanyant rellevància al mateix temps que el seu preu ha anat disminuint. Actualment, el PLA és un biopolímer de gran importància en sectors com l'automoció, construcció, sector mèdic, impressió 3D, etc. entre d'altres. El PLA presenta excel·lents propietats mecàniques i una bona estabilitat tèrmica. A més a més, ofereix una finestra de processat prou ampla que permet la fabricació de peces i components evitant la degradació tèrmica d'aquest. No obstant això, el PLA és un polímer d'alta cristal·linitat i això repercuteix en les seues propietats dúctils. Aquest es caracteritza per un baix allargament a la ruptura, baixa tenacitat i, en conseqüència, elevada fragilitat. Aquesta tesi doctoral es centra en la millora de les propietats dúctils i la reducció de la fragilitat intrínseca del PLA per tal d'ampliar, encara més, les seues aplicacions industrials. Dels diferents plantejaments possibles: plastificació, copolimerització, extrusió reactiva i mesclat, aquesta tesi doctoral es centra en la reducció de la fragilitat mitjançant l'obtenció de mescles ternàries amb d'altres biopolièsters amb la finalitat d'obtenir formulacions altament respectuoses amb el medi ambient i un conjunt de propietats equilibrades. Per a aconseguir això, es planteja la hipòtesi d'utilitzar un biopolièster que mantinga les propietats mecàniques resistents en valors elevats. En aquest cas, s'ha treballat amb poli(3-hidroxibutirat) - (PHB), obtingut per fermentació bacteriana. L'altra hipòtesi de treball, es centra en la utilització de diversos biopolièsters flexibles que siguen capaços d'aportar una bona resistència a l'impacte, augmentant, d'aquesta manera, la tenacitat de les formulacions industrials. Amb aquesta finalitat, en aquesta tesi es treballa amb diversos biopolièsters flexibles com ara la poli(e-caprolactona) - (PCL), el poli(butilé succinat) - (PBS) i un copolièster, el poli(butilé succinat-co-adipat) - (PBSA). Considerant la importància que adquireixen els fenòmens de miscibilitat en les propietats finals de les mescles de polímers, es planteja la utilització d'una sèrie d'agents compatibilitzants derivats de recursos naturals renovables. En particular, es treballa amb olis vegetals modificats (epoxidats, maleinitzats i acril·lats). Així, donada la reactivitat dels grups epòxid, anhídrid maleic i àcid acríl·lic amb els grups hidroxil terminals que presenten les cadenes dels diferents biopolièsters, es planteja la hipòtesi de la millora de la miscibilitat/interacció entre els diferents polímers de les mescles ternàries mitjançant la utilització d'oli de soja epoxidat, maleinitzat i acril·lat (ESO, MSO i AESO respectivament). De forma global, els resultats obtinguts amb aquesta tesi doctoral, permeten ampliar el camp d'utilització del PLA a través de mescles ternàries amb PHB i PCL o bé, amb PHB i PBS ò PBSA. Les formulacions desenvolupades en aquest treball d'investigació milloren notablement la tenacitat del PLA, aspecte que permet reduir de forma significativa la seua fragilitat intrínseca. / SUMMARY. "Reduction of the intrinsic fragility of industrial poly(lactic acid) - PLA formulations by using blending and compatibilization techniques" In the last years, a remarkable increase in the sensitiveness about environment has been detected. As a consequence, many research works have been focused on the development on new environmentally friendly materials. This interest has been particularly remarked in the field of polymer technology, in which, the increasing use of biopolyesters is slowly invading several industrial sectors. Among these polyesters, polylactic acid (PLA), which can be obtained from renewable resources such as starch, has been gaining relevance at the same time that its price is continuously decreasing. Currently PLA is a biopolymer of great relevance in technological sectors such as automotive, construction and building, medical sector, 3D printing, and so on, among others. PLA shows excellent mechanical properties and good thermal stability. In addition, it offers a wide processing window that allows the manufacture of parts and components avoiding or minimizing its thermal degradation. However, PLA is a polymer with high crystallinity and this has a negative effect on its ductile properties. This is characterized by low elongation at break, low tenacity and, consequently, high fragility. This doctoral thesis focuses on the improvement of the ductile properties and reduction of the intrinsic brittleness of PLA to expand, even more, its industrial applications. Although different approaches are being investigated: plasticizing, copolymerization, reactive extrusion and blending, this doctoral thesis focuses on the reduction of brittleness by obtaining ternary blends with other biopolyesters in order to obtain highly environmentally friendly formulations and a set of balanced properties. For this, the hypothesis of using a biopolyester that maintains the resistant mechanical properties in high values is proposed. In this case, we have worked with poly (3-hydroxybuturate) - (PHB), obtained by bacterial fermentation. The other working hypothesis focuses on the use of various flexible biopolyesters that could provide good impact resistance, thus increasing the tenacity of industrial formulations. To this end, various flexible bio-polyesters such as poly (¿-caprolactone) - (PCL), poly (butylene succinate) - (PBS) and a copolyester, poly (butylene succinate-co-adipate) - (PBSA) are used. Considering the relevance of miscibility phenomena on final properties of polymer blends, the use of a series of compatibilizing agents derived from renewable natural resources is considered. In particular, this research reports the use of modified vegetable oils (epoxidized and maleinized). Thus, considering the reactivity between the epoxy, maleic anhydride and acrylic acid groups with the terminal hydroxyl groups present in the polymer chains of the different biopolyesters, it is possible to hypothesize the improvement of the miscibility/interaction between the different polymers in ternary blends by using epoxidized, maleinized and acrylated soybean oil (ESO, MSO and AESO respectively). Overall, the results obtained in this doctoral thesis, allow to expand the potential use of the PLA through ternary blends with PHB and PCL or with PHB and PBS or PBSA. The formulations developed in this research work significantly improve the tenacity of the PLA, which allows to significantly reduce its intrinsic brittleness. / García Campo, MJ. (2018). Reducción de la fragilidad de formulaciones industriales de ácido poliláctico - PLA mediante el empleo de técnicas de mezclado y compatibilización [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/114022 / TESIS
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Optimización estructural y topológica de estructuras morfológicamente no definidas mediante algoritmos genéticos

Sánchez Caballero, Samuel 04 May 2012 (has links)
La optimización de estructuras ha sido una disciplina muy estudiada por numerosos investigadores durante los últimos cuarenta años. A pesar de que durante los primeros veinte años las técnicas de Programación Matemática fueron la herramienta fundamental en este campo, estas han ido perdiendo fuelle frente a un nuevo conjunto de técnicas metaheurísticas basadas en la Computación Evolutiva. De entre destacan, de manera significativa, los Algoritmos Genéticos. La irrupción de estas nuevas técnicas en el campo de la optimización de estructuras es debida, en gran medida, a las dificultades de la programación matemática para realizar la optimización simultánea de las variables de diseño debido a la elevada alinealidad de estas y sus restricciones El objetivo fundamental del presente trabajo es ir un poco más allá en el proceso de la optimización simultánea de las variables de diseño, definiendo un algoritmo que no parte de una estructura predefinida y que incorpora los parámetros que determinan la geometría. A diferencia de los métodos actuales, el algoritmo desarrollado no requiere de ningún tipo de estructura inicial ni otro tipo de información adicional, aparte de la definición de los puntos de aplicación de las cargas, los puntos de apoyo y el tipo de apoyo. El nuevo algoritmo desarrollado se justifica según la siguiente hipótesis: La definición previa de la forma, geometría, regla o modelo preconcebido en una estructura suponen restricciones del diseño en sí mismas y por lo tanto aquel algoritmo que no se encuentre sujeto a estas deberá poder generar diseños necesariamente mejores, o al menos tan buenos como los existentes. A partir de esta hipótesis se desarrolla un nuevo algoritmo con una codificación mixta, adaptada a cada grupo de variables de diseño, donde los diferentes operadores se definen y actúan de forma independiente para grupo. / Sánchez Caballero, S. (2012). Optimización estructural y topológica de estructuras morfológicamente no definidas mediante algoritmos genéticos [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/15409 / Palancia

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