[ES] El presente trabajo de investigación se enmarca dentro del campo de los materiales compuestos o composites de resina viniléster y tejido de alto gramaje (780 g/m2) de fibra de vidrio E. Más concretamente esta resina viniléster es relativamente novedosa y no existe mucha investigación al respecto de ella, su novedad radica en que contiene en su cadena una segmentación uretano que le confiere propiedades más elásticas que sus homónimas de bisfenol-A tradicionales. Cada vez más las resinas viniléster están introduciéndose en mercados donde las resinas epoxi eran las indiscutibles dueñas. El desarrollo de estas nuevas resinas de mejor tixotropía y resistencia a los agentes básicos puede ayudar a incrementar su uso en refuerzos estructurales, así como en elementos que tengan per se su naturaleza alcalina, como puede ser el hormigón. Si bien, los fabricantes de resinas no suelen dar valores de resistencia al agrietamiento interlaminar o de tenacidad a la fractura, es uno de los valores más representativos a la hora de poder evaluar la adherencia entre fibra y matriz. En el caso de fracturas en modo de cizallamiento interlaminar que es como más comúnmente pueden generar el fallo los típicos composites de matriz termoestable, existe literatura científica al respecto, pero no de esta nueva resina. El presente trabajo tiene como objetivos el caracterizar el comportamiento a fractura interlaminar por carga en Modo II de los compuestos de resina viniléster-uretano reforzada con tejido de fibra de vidrio y curados a diferentes ciclos de temperatura para optimizar el proceso productivo de fabricación del composite. Así como estudiar el efecto de la degradación por inmersión prolongada en medios químicos, con carácter básico, de este nuevo material, simulando ambientes habituales de exposición causados por el exudado de hormigón a temperatura ambiente y a alta temperatura de servicio y también embebiendo este material en hormigón autocompactante. Este trabajo nos ha permitido caracterizar y cuantificar la influencia de la etapa de curado realizada para reducir el plazo de procesado del composite, en los indicadores de resistencia y de tenacidad a la deslaminación en un material compuesto de viniléster de segmento uretano. Se ha establecido que para esta resina, entre las propiedades mecánicas estáticas, la resistencia a deslaminación por cortadura o cizalladura, ¿, es la menos sensible al proceso de curado y al tiempo de degradación. También la tasa de relajación de energía por deformación se encuentra dentro de las características menos sensibles a los envejecimientos utilizados, así como al ambiente básico del hormigón. Características muy interesantes pues las tradicionales resinas bisfenol-A son muy sensibles a la basicidad del hormigón. / [CAT] El present treball de recerca s'emmarca dins el camp dels materials compostos o compòsits de resina vinilèster i teixit d'alt gramatge (780 g / m2) de fibra de vidre E. Més concretament aquesta resina vinilèster és relativament nova i sobre la qual no hi ha molta investigació, la seva novetat radica en que conté en la seva cadena una segmentació poliuretà que li confereix propietats més elàstiques que les seves homònimes de bisfenol-a tradicionals. Cada vegada més les resines vinilèster estan introduint-se en mercats on les resines epoxi eren les indiscutibles propietàries. El desenvolupament d'aquestes noves resines de millor tixotropia i resistència als agents bàsics pot ajudar a incrementar el seu ús en reforços estructurals, així com en elements que tinguen per se naturalesa bàsica, com pot ser el formigó. Ara bé, els fabricants de resines no solen donar valors de resistència a l'esquerdament interlaminar o de tenacitat a la fractura, és un dels valors més representatius a l'hora de poder avaluar l'adherència entre fibra i matriu. En el cas de fractures en mode de cisallament interlaminar que és com més comunament poden generar la decisió els típics composites de matriu termoestable, hi ha literatura científica sobre aquest tema, però no d'aquesta nova resina. El present treball té com a objectius caracteritzar el comportament a fractura interlaminar per càrrega en mode II dels compostos de resina vinilèster-uretà reforçada amb teixit de fibra de vidre i curats a diferents cicles de temperatura per optimitzar el procés productiu de fabricació del compòsit. Així com estudiar l'efecte de la degradació per immersió prolongada en mitjans químics, amb caràcter bàsic, d'aquest nou material, simulant ambients habituals d'exposició causats pel exsudat de formigó a temperatura ambient i a alta temperatura de servei i també embevent aquest material en formigó autocompactant. Aquest treball ens ha permès caracteritzar i quantificar la influència de l'etapa de curat realitzada per reduir el termini de processament del composite, en els indicadors de resistència i de tenacitat a la deslaminació en un material compost de vinilèster de segment uretà. S'ha establert que per a aquesta resina, entre les propietats mecàniques estàtiques, la resistència a deslaminació per tall o cisallament, ¿, és la menys sensible al procés de curat i al temps de degradació. També la taxa de relaxació d'energia per deformació es troba dins de les característiques menys sensibles als envelliments utilitzats, així com l'ambient bàsic del formigó. Característiques molt interessants ja que les tradicionals resines bisfenol-A són molt sensibles a la basicitat del formigó. / [EN] This research work is part of the field of vinyl ester resin composites and composites and high grammage (780 g/m2) glass fiber E. More specifically, this vinylester resin is relatively new and there is not much research Regarding it, its novelty lies in that it contains a polyurethane segmentation in its chain that gives it more elastic properties than its traditional bisphenol-A homonymous. More and more vinylester resins are entering markets where epoxi resins were the undisputed owners. The development of these new resins of better thixotropy and resistance to basic agents can help to increase their use in structural reinforcements, as well as elements that have per-se its basic nature, such as concrete. Although, the manufacturers of resins do not usually give values of resistance to the cracking interlaminar or of tenacity to the fracture, it is one of the most representative values when it comes to being able to evaluate the adherence between the fiber and the matrix. In the case of fractures in the interlaminar shear mode, which is the most common form in which the fault can generate the typical thermostable matrix composites, there is scientific literature on this, but not this new resin. The objective of this work is to characterize the behavior to interlaminar fracture toughness in Mode II of vinyl ester-urethane resin composites reinforced with fiberglass fabric and cured at different temperature cycles to optimize the production process of manufacturing of the composite. As well as studying the effect of the degradation by prolonged immersion in chemical means, with basic character, of this new material, simulating habitual atmospheres of exposure caused by the exudate of concrete at room temperature and high temperature of service and also imbibing this material in self-compacting concrete. The present investigation has allowed us to characterize and quantify the influence of the curing stage carried out to reduce the processing time of the composite, in the indicators of resistance and tenacity to delamination in a vinyl ester compound of urethane segment. It has been established that, for this resin between the static mechanical properties: the resistance to delamination by shearing or shearing, ¿, is the least sensitive to the curing process and to the degradation time. Also, the rate of relaxation of energy by deformation is found within the characteristics less sensitive to the aging used, as well as to the basic environment of the concrete. Very interesting characteristics because the traditional bisphenol-A resins are very sensitive to the basicity of concrete. / Navarro Muedra, A. (2020). Durabilidad a fractura interlaminar de composites de viniléster-poliuretano con tejido 2d de alto gramaje en vidrio E [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/138395 / TESIS

[ES] En las últimas décadas la sustitución de los materiales poliméricos convencionales o de origen fósil por los materiales de origen biológico y/o biodegradable está siendo de gran interés para diferentes investigaciones debido al agotamiento de los recursos fósiles y también del encarecimiento de su extracción. La sociedad está siendo testigo de la gran cantidad de residuos plásticos que se generan a nivel mundial y del daño que se genera si no se tratan correctamente. Estos hechos hacen que cada vez se esté más concienciada, de que la solución no es erradicar los materiales poliméricos sino encontrar soluciones sostenibles con el medio ambiente tanto con la generación como con la eliminación de los residuos plásticos. Por este motivo, los biopolímeros están despertando el interés tanto de investigadores como de organizaciones gubernamentales como una posible solución a los problemas ambientales. Una de las familias más importantes dentro de los biopolímeros es la de los poliésteres biodegradables entre las que destaca el ácido poliláctico o polilactida, PLA, el cual puede proceder de origen fósil o biológico, principalmente del almidón. También existen poliésteres no biodegradables de origen parcialmente biológico o incluso ya se está empezando a comercializar completamente biológico como puede ser el polietilén tereftalato o poli (tereftalato de etileno), PET. En concreto, el PET es el poliéster más utilizado a nivel mundial tanto en fibras en la industria textil como en la industria del embalaje para fabricación de botellas. A pesar de todas las ventajas, que parecen que presenten los biopoliésteres, en ocasiones no pueden presentar las mismas propiedades que los polímeros de origen fósiles o convencionales siendo más débiles. El objetivo de este trabajo consiste estudiar diferentes tipos de rellenos o aditivos de origen renovable para mejorar ciertas propiedades, como la rigidez, cristalinidad o estabilidad térmica, de los biopoliésteres más utilizados, PLA o bio-PET, para ampliar el campo de aplicación u obtener soluciones más sostenibles con el medio ambiente. / [CA] En les últimes dècades la substitució dels materials polimèrics convencionals o d'origen fòssil pels materials d'origen biològic i / o biodegradable està sent de gran interès per a diferents investigacions causa de l'esgotament dels recursos fòssils i també de l'encariment de la seva extracció. La societat està sent testimoni de la gran quantitat de residus plàstics que es generen a nivell mundial i del mal que es genera si no es tracten correctament. Aquests fets fan que cada vegada s'estiga més conscienciada que la solució no és eradicar els materials polimèrics sinó trobar solucions sostenibles amb el medi ambient tant amb la generació com amb l'eliminació dels residus plàstics. Per aquest motiu, els biopolímers estan despertant l'interès tant d'investigadors com d'organitzacions governamentals com una possible solució als problemes ambientals. Una de les famílies més importants dins dels biopolímers és la dels polièsters biodegradables entre les que destaca l'àcid polilàctic o polilactida, PLA, el qual pot procedir d'origen fòssil o biològic, principalment del midó. També hi ha polièsters no biodegradables d'origen parcialment biològic o fins i tot ja s'està començant a comercialitzar completament biològic com pot ser el polietilè tereftalat o poli (tereftalat d'etilè), PET. En concret, el PET és el polièster més utilitzat a nivell mundial tant en fibres en la indústria tèxtil com en la indústria de l'embalatge per a fabricació de botelles. Tot i tots els avantatges, que semblen que presentin els biopoliésteres, de vegades no poden presentar les mateixes propietats que els polímers d'origen fòssils o convencionals sent més febles. L'objectiu d'aquest treball consisteix a estudiar diferents tipus de farcits o additius d'origen renovable per millorar certes propietats, com la rigidesa, cristal·linitat o estabilitat tèrmica, dels biopoliésters més utilitzats, PLA o bio-PET, per ampliar el camp d'aplicació o obtindre solucions més sostenibles amb el medi ambient. / [EN] In recent decades the replacement of conventional polymeric materials or fossil origin by materials of biological and/or biodegradable origin is of great interest for different investigations due to the depletion of fossil resources and also the cost of extracting them. Society is witnessing the large amount of plastic waste generated worldwide and the damage that is generated if not treated properly. These facts mean that it is becoming more and more aware that the solution is not to eradicate polymeric materials, but to find sustainable solutions with the environment, both with generation and with the elimination of plastic waste. For this reason, biopolymers are arousing the interest of both researchers and government organizations as a possible solution to environmental problems. One of the most important families within biopolymers is that of biodegradable polyesters, among which polylactic acid or polylactide, PLA, stands out, which can come from fossil or biological sources, mainly from starch. There are also non-biodegradable polyesters of partially biological origin or even already being completely commercialized biological such as polyethylene terephthalate, PET. Specifically, PET is the most widely used polyester worldwide both in fibers in the textile industry and in the packaging industry for bottle manufacturing. Despite all the advantages, which seem to have biopolyesters, sometimes they cannot have the same properties as fossil or conventional polymers, being weaker. The aim of this work is to study different types of fillers or additives of renewable origin to improve certain properties, such as stiffness, crystallinity or thermal stability, of the most used biopolyesters, PLA or bio-PET, to expand the field of application or obtain more sustainable solutions with the environment. / Montava Jordá, S. (2019). Desarrollo de materiales de alto rendimiento medioambiental basados en poliésteres con aditivos de origen renovable [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/134363 / TESIS

[ES] La propuesta de uso de sustratos cerámicos, tipo baldosa, como parte de un sistema fotovoltaico integrado y de almacenamiento de energía para edificaciones resulta muy interesante desde la perspectiva de generar edificios autosustentables energéticamente, reducir el consumo de combustibles fósiles y la correspondiente huella de carbono. La fabricación de sustratos cerámicos con superficies funcionalizadas con celdas solares y supercapacitores es aún limitada. Los principales inconvenientes están relacionados con la falta de conductividad y alta rugosidad superficial que presentan este tipo de sustratos. En esta investigación se propone la fabricación de celdas solares del tipo unión p-n y de electrodos híbridos para su uso en supercapacitores sobre la superficie metalizada de un sustrato cerámico utilizando métodos de inmersión y electrodeposición. Siendo el principal objetivo el diseño y fabricación sostenible de materiales cerámicos multifuncionales para la generación y almacenamiento de energía eléctrica de baja potencia. Se ha evaluado el efecto de las condiciones de activación del catalizador de paladio en la síntesis del recubrimiento metálico de Ni-Mo-P, sobre un sustrato cerámico, por reducción química autocatalítica (electroless), así como, la aplicación de tratamientos térmicos posteriores. Además se ha estudiado, sobre dos tipos de sustratos, incluyendo el sustrato cerámico metalizado, el comportamiento electroquímico que presenta la combinación de polipirrol y óxido de grafeno en la fabricación de un electrodo híbrido, para su uso en un supercapacitor; y el comportamiento fotoeléctrico que presenta la unión de óxido de zinc y óxido cuproso, para la fabricación de una celda solar del tipo unión p-n. Los resultados obtenidos muestran que las condiciones de activación del catalizador de paladio y la aplicación de un tratamiento térmico producen cambios en las características morfológicas y en las propiedades mecánicas, eléctricas y de adherencia del recubrimiento de Ni-Mo-P. Un balance entre las propiedades eléctricas, mecánicas y de adherencia del recubrimiento de Ni-Mo-P se consigue a bajas condiciones de activación del catalizador (300 ºC por 12 h). Además, se estableció que la aplicación de un tratamientos térmico (160 ºC por 16 h) en condiciones de vacío mejoran las propiedades eléctricas y morfológicas del recubrimiento. La combinación de capas de polipirrol y de óxido de grafeno en la fabricación del electrodo híbrido del supercapacitor, sobre los sustratos de fibra de carbono y el cerámico metalizado, muestra un comportamiento electroquímico. Se determina que existe una mejora en el crecimiento de la capa de polipirrol con la adición de una capa de óxido de grafeno reducido. El electrodo sobre el sustrato cerámico metalizado se determina un incremento de las propiedades electroquímicas del electrodo al reducir químicamente el óxido de grafeno. Los electrodos presentan una ciclabilidad a largo plazo. En este mismo sentido, las propiedades fotoeléctricas de la celda solar fabricada sobre el sustrato cerámico conductor presentaron una dependencia con la estructura superficial del recubrimiento de Ni-Mo-P y con las condiciones de electrodeposición de la capa de ZnO. Las celdas solares presentan considerables propiedades fotoeléctricas comparables con la literatura. Finalmente, se ha conseguido obtener un sustrato cerámico multifuncional con propiedades de generación y almacenamiento de energía eléctrica mediante la metalización del sustrato cerámico por el proceso de reducción química autocatalítica y la combinación de materiales como polipirrol, óxido de grafeno, óxido de zinc y óxido cuproso. Las propiedades fotoeléctricas y electroquímicas obtenidas son comparables con las que se reportan en la literatura, lo que resulta prometedor para trabajos futuros. / [CAT] La proposta d'ús de substrats ceràmics, tipus rajola, com a part d'un sistema fotovoltaic integrat i d'emmagatzematge d'energia per a edificacions resulta molt interessant des de la perspectiva de generar edificis autosostenibles energèticament, reduir el consum de combustibles fòssils i la corresponent petjada de carboni. La fabricació de substrats ceràmics amb superfícies funcionalitzades amb cel¿les solars i supercapacitors és encara limitada. Els principals inconvenients estan associats a la falta de conductivitat i alta rugositat que presenten aquest tipus de substrats. En aquesta tesi es proposa la fabricació de cel¿les solars del tipus unió p-n i d'elèctrodes híbrids per al seu ús en supercapacitors sobre la superfície metal¿litzada del substrat ceràmic utilitzant mètodes de Doctor Blade, immersió i electrodeposició. Sent el principal objectiu el disseny i fabricació sostenible de materials ceràmics multifuncionals per a la generació i emmagatzematge d'energia elèctrica de baixa potència. S'ha avaluat l'efecte de les condicions d'activació del catalitzador de pal¿ladi en el procés de metal¿lització per reducció química autocatalítica (electroless) del recobriment de Ni-Mo-P sobre el substrat ceràmic, així com l'aplicació o no de tractaments tèrmics posteriors. També s'estudia, sobre dos tipus de substrats, incloent el substrat ceràmic metal¿litzat, el comportament electroquímic que presenta la combinació d'un polímer conductor (polipirrol) i un nanomaterial de carboni (òxid de grafé) per a fabricar un elèctrode híbrid per al seu ús en un supercapacitors, igual que el comportament fotoelèctric que mostra l'òxid de zinc i l'òxid cuprós en la fabricació d'una cel¿la solar del tipus unió p-n. Els resultats obtinguts mostren que les condicions d'activació del catalitzador de pal¿ladi i l'aplicació d'un tractament tèrmic en el recobriment de Ni-Mo-P sobre el substrat ceràmic produeixen canvis en les característiques morfològiques i en les propietats mecàniques, elèctriques i d'adherència del recobriment. S'aconsegueix un balanç entre les propietats elèctriques, mecàniques i d'adherència del recobriment de Ni-Mo-P amb condicions baixes d'activació del catalitzador (300 °C per 12 h). A més, es va establir que l'aplicació d'un tractament tèrmic (160 °C per 16 h) en condicions de buit milloren les propietats elèctriques i morfològiques del recobriment. La combinació de polipirrol i òxid de grafé en la fabricació de l'elèctrode híbrid del supercapacitors, sobre els substrats de fibra de carboni i el ceràmic metal¿litzat, mostra un comportament electroquímic. Es determina que existeix una millora en el creixement del polipirrol amb l'addició d'òxid de grafé reduït. D'altra banda, en l'elèctrode sobre el substrat ceràmic metal¿litzat es determina un increment de les propietats electroquímiques de l'elèctrode en reduir químicament l'òxid de grafé. Els elèctrodes presenten una ciclabilitat a llarg termini. En aquest mateix sentit, les propietats fotoelèctriques de la cel¿la solar fabricada sobre el substrat ceràmic conductor van presentar una dependència amb l'estructura superficial del recobriment de Ni-Mo-P i amb les condicions de electrodeposició de la capa de ZnO. Les cel¿les solars presenten considerables propietats fotoelèctriques comparables amb la literatura. Finalment, s'ha aconseguit obtindre un substrat ceràmic multifuncional amb propietats de generació i emmagatzematge d'energia elèctrica mitjançant el procés de reducció química autocatalítica per a metal¿lització del substrat ceràmic i la combinació de materials com polipirrol, òxid de grafé, òxid de zinc i òxid cuprós. Les propietats fotoelèctriques i electroquímiques obtingudes són comparables amb les indicades en la literatura, el que resulta prometedor per a treballs futurs. / [EN] energy storage system for buildings is very interesting from the perspective of generating self-sustaining energy buildings, reducing the consumption of fossil fuels and the corresponding carbon footprint. The fabrication of functional ceramics towards photovoltaics and energy storage is still limited. The main drawbacks in this respect are associated with the lack of conductivity and high roughness of this kind of substrates. This thesis proposes the fabrication of p-n heterojunction solar cells and hybrid electrodes for supercapacitors based on ceramic substrates by modifying the surface of the substrates by using metallization, dip-coating and electrodeposition methods. The main objective is the design and sustainable fabrication of multifunctional ceramic materials for the generation and storage of low power electrical energy. The metallization of the ceramic substrate with a Ni-Mo-P coating by using electroless method in varying activation conditions of the palladium catalyst as well as the annealing treatment have been evaluated. The electrochemical behavior of a hybrid coating based on conductive polymer (polypyrrole) and carbon nanomaterial (graphene oxide) deposited at the surface of ceramic substrate as well as a conductive substrate was evaluated for the fabrication of hybrid electrode for supercapacitors while the photoelectric behavior exhibited by zinc oxide and cuprous oxide at the surface of ceramic substrate and varying conductive ones was evaluated for in the manufacture of a p-n heterojunction solar cell. The results obtained show that the activation conditions of the palladium catalyst and the application of an annealing treatment produce changes in morphological characteristics and mechanical, electrical and adhesion properties in the electroless Ni-Mo-P coating. A balance between the electrical, mechanical and adhesion properties of the Ni-Mo-P coating is achieved with low catalyst activation conditions (300 °C for 12 h). In addition, the application of annealing treatment (160 ºC for 16 h) under vacuum conditions improves the electrical and morphological properties of the coating. The combination of polypyrrole and graphene oxide in the fabrication of hybrid supercapacitor electrodes, both on the carbon fiber substrates and the metallic ceramic, shows a good electrochemical behavior. It is determined that there is an improvement in the growth of polypyrrole with the addition of reduced graphene oxide. On the other hand, reduction of graphene oxide results in enhancing the electrochemical properties of the metallized ceramic electrode. The electrodes have long-term cyclability. In this way, the photoelectric properties of the solar cell manufactured on the conductive ceramic substrate showed a dependence with the surface structure of the Ni-Mo-P coating and with the electrodeposition conditions of the ZnO layer. Solar cells have photoelectric properties comparable to the literature. Finally, it has been possible to obtain a multifunctional ceramic substrate with potential properties for generation and storage of electric energy through the electroless method to metallize a ceramic substrate and the combination of materials such as polypyrrole, graphene oxide, zinc oxide and cuprous oxide. Photoelectric and electrochemical properties obtained are comparable with those reported in the literature, which is promising for future work. / Este trabajo ha sido desarrollado en el Instituto de Tecnología de Materiales y en el Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales de la Universitat Politècnica de València, mediante la beca de la Secretaría de Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación (SENESCYT) de Ecuador, Convocatoria Docentes Universitarios, 2015. / Rosas Laverde, NM. (2020). Diseño sostenible de materiales cerámicos multifuncionales para el suministro eléctrico de baja potencia [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/140554 / TESIS

El polidimetilsiloxano (PDMS) es un polímero amorfo en base inorgánica con grupos pendientes que le imparten hidrofobicidad que es ampliamente utilidado en aplicaciones biomédicas. Debido a la baja energía superficial del PDMS, su adhesión es pobre. En algunas aplicaciones biomédicas (catéteres, prótesis) se requiere adhesión para lo cual se modifica superficialmente. Los plasmas generados en condiciones de no-equilibrio, también llamados plasmas fríos, han sido utilizados en el tratamiento superficial de PDMS para aumentar su energía superficial, pero las modificaciones producidas son poco estables, produciéndose una rápida recuperación de la hidrofobicidad (hydrophobic recovery). La estabilidad de las modificaciones superficiales del PDMS depende de las características del plasma utilizado para su tratamiento, por lo que el objetivo de la tesis doctoral se centra en la utilización de diferentes tipos de plasmas fríos para modificar las propiedades superficiales de PDMS de manera que simultáneamente se aumente su estabilidad y se mejore su adhesión. Otro aspecto innovador en el estudio consiste en la discriminación y optimización de las condiciones de tratamiento con plasma utilizando un diseño estadístico de experimentos, lo que he permitido modelar el efecto del tratamiento con plasma de superficies de PDMS empleando los ángulos de contacto y la química superficial como variables respuesta. Se ha estudiado el efecto de los diferentes tipos de plasma en la hidrofobicidad y la energía superficial del PDMS mediante medidas de ángulo de contacto. Las modificaciones en la química superficial han sido evaluadas usando espectroscopia infrarroja en modo de reflectancia total atenuada (FTIR-ATR) y espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS), mientras que los cambios en la morfología y nanorugosidad superficial se monitorizaron usando microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fuerza atómica (AFM). Las propiedades de adhesión del PDMS se evaluaron mediante ensayos de adhesión en pelado en T y de cizalla a solape simple, utilizando un adhesivo sensible a la presión (PSA) en base acrílica para uso médico. Estas propiedades fueron además monitorizadas en función del tiempo tras el tratamiento con plasma para determinar la estabilidad de las modificaciones producidas. En general, el tratamiento superficial de PDMS con plasma produce oxidación de las cadenas de polisiloxano por sustitución de los grupos metilo por grupos hidroxilo, lo que aumenta la polaridad y la energía superficial, incrementando las propiedades de adhesión. Se produce el entrecruzamiento de cadenas mediante condensación de los grupos hidroxilo, formando una delgada capa superficial con estructura de sílice. Cuando las características del plasma son demasiado agresivas aparecen grietas superficiales favoreciendo la recuperación hidrofóbica por difusión de especies apolares desde el seno del PDMS hacia la superficie, así como por la reorientación de los nuevos grupos polares en la superficie hacia el seno del material. Este fenómeno se minimiza optimizando las condiciones de tratamiento empelando un diseño estadístico de experimentos. En sistemas de generación de plasma a baja presión, tratamientos con baja potencia durante largos tiempos mejoran la funcionalización de la superficie del PDMS, y el uso de mezclas de argón y oxígeno como gas plasmógeno resulta más efectivo que el empleo de los gases puros; la presión de trabajo tiene un papel fundamental en la estabilidad de las modificaciones producidas. En sistemas de antorcha de plasma atmosférico el tiempo de tratamiento y la distancia de la boquilla a la superficie son los parámetros más relevantes en la oxidación superficial del PDMS, mientras que en sistemas de plasma atmosférico de doble barrera dieléctrica, el voltaje, el tiempo de tratamiento y la distancia entre electrodos son las variables críticas en la efectividad del tratamiento superficial. Finalmente, la deposición de monómeros mediante antorcha de plasma permite generar nanoestructuras superficiales en el PDMS aportándole características de superhidrofobicidad.

El uso de envases plásticos, constituidos por materiales poliméricos derivados del petróleo, se ha extendido en muchas aplicaciones debido a su disponibilidad a gran escala, bajo coste de producción, gran versatilidad y buenas propiedades barrera. Sin embargo, representan un importante impacto medioambiental y una fuente enorme de generación de residuos de difícil eliminación. Como respuesta a este problema se ha planteado la prevención de la contaminación ambiental mediante el uso de biopolímeros como el poli(ácido láctico), PLA. Tras el uso de estos productos, el PLA puede ser recuperado a través de procesos mecánicos (triturado-transformación térmica) o químicos (hidrólisis), o bien ser depositado junto con la materia orgánica para la formación de compost. Además de los estudios intensivos de la biodegradabilidad del PLA en condiciones de compostaje, la estabilidad térmica y el comportamiento durante la degradación térmica cobran importancia para la transformación, aplicación, y el reciclado térmico. La aplicación de la tecnología de pirólisis al tratamiento de residuos ha ganado aceptación en la industria. La pirólisis de residuos de PLA puede ser económica y medioambientalmente atractiva. Para estudiar los cambios estructurales de los materiales, la pirólisis es una técnica analítica mucho más sensible que las técnicas térmicas analíticas utilizadas comúnmente como termogravimetría (TGA), o calorimetría diferencial de barrido (DSC). La combinación de la pirólisis acoplada a cromatografía de gases y con el espectrómetro de masas (Py-GC-MS), resulta una herramienta ventajosa para la caracterización de polímeros. La pirolisis produce compuestos volátiles los cuales pueden ser identificados y también cuantificados. De esta manera, la Py-GC-MS resulta una técnica analítica muy útil para obtener información sobre las reacciones química de degradación de los polímeros inducidas por la temperatura, puede proporcionar información de la cinética de descomposición de los polímeros y de la composición de los productos obtenidos de la degradación térmica. El PLA es un bipoliéster obtenido de la polimerización del ácido láctico. Es un polímero termoplástico biodegradable, que puede obtenerse a partir de productos agrícolas simples como el maíz. En la actualidad el PLA se encuentra disponible en el mercado en aplicaciones prácticas como cubiertos, platos, tazas, tapas, bolsas, films, y aplicaciones de envasado de alimentos. El PLA ha cobrado especial interés debido su disponibilidad en el mercado, bajo coste, y su potencial para reemplazar a otros polímeros derivados del petróleo, como poliestireno o polietilentereftalato, utilizados en el envasado de alimentos. El PLA se reconoce como seguro en aplicaciones de envasado de alimentos, clasificado como GRAS (Generally Recognized As Safe) por la FDA. El uso de PLA se encuentra limitado debido a que presenta algunas restricciones en cuanto a sus propiedades barrera, mecánicas, y térmicas. En este sentido, la alta fragilidad del PLA limita tanto su capacidad de proceso como sus aplicaciones y una manera de mejorar el comportamiento mecánico del PLA es mediante la adición de plastificantes. No obstante, la adición de plastificante como modificadores del PLA se encuentra limitada por los requisitos de su aplicación final. Así, para el envasado de alimentos sólo se pueden añadir plastificantes no tóxicos y aprovados para el contacto con alimentos. Para modificar al PLA también se ha estudiado la mezcla con otros polimeros, en este sentido el Polihidroxibutirato (PHB), es capaz de aumentar la cristalinidad del PLA. El PHB es un polímero biodegradable, biocompatible, de regular cristalinidad y moderada resistencia mecánica, utilizado en varias aplicaciones, como por ejemplo, en la fabricación de envases plásticos biodegradables. Al obtenerse a partir de fuentes de carbono naturales renovables, como maíz representa un material biodegradable prometedor para reemplazar otros polímeros sintéticos. / Arrieta, MP. (2014). Films de PLA y PLA-PHB plastificados para su aplicación en envases de alimentos. Caracterización y análisis de los procesos de degradación [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39338 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

[EN] Microwave material sintering provides many advantages over conventional methods. This is a non-conventional technique, where materials absorb and convert electromagnetic energy into heat. The heating process is very different from other methods where heat is transferred through mechanisms of conduction, radiation and convection. The main advantages of microwave sintering can be summarized into three main points: reducing processing time and production costs, environmental benefits and processing flexibility. Therefore, microwaves are an attractive alternative to other sintering methods. The main aim of this thesis is to obtain dense lithium aluminosilicate (LAS) ceramics with adequate mechanical performance and exceptional features by the non-conventional sintering technique of microwave heating for specific applications. The high thermal stability of these materials makes them useful for microelectronics, precision optics and aerospace technologies. Mechanical and thermal properties can be improved by microwave sintering technique. To achieve this goal, the microwave sintering equipment will be optimized in order to obtain solid-state LAS materials and their final properties will be evaluated. As a complimentary phase, the feasibility of improving such properties by the addition of selected second phases, such as alumina and graphene, will be investigated. / [ES] La sinterización de materiales por medio de las microondas aporta muchas ventajas frente a los métodos convencionales. Se trata de una técnica no-convencional donde los materiales absorben las ondas electromagnéticas y las transforman en calor. Este proceso es muy diferente de otros métodos, donde el calor es transferido a través de los mecanismos de conducción, radiación y convección. Las principales ventajas de la sinterización por microondas se puede resumir en tres: reducción de tiempos y costes económicos de producción, beneficios medioambientales y flexibilidad del procesado. Por lo tanto, las microondas son una clara alternativa a otros métodos de sinterización. El objetivo final de esta Tesis Doctoral es la obtención, mediante la técnica de sinterización no convencional de microondas, de materiales cerámicos basados en aluminosilicato de litio (LAS) densos, que reúnan unas prestaciones mecánicas adecuadas y unas funcionalidades excepcionales, para su utilización en aplicaciones específicas. La alta estabilidad térmica de estos materiales los hace idóneos para aplicaciones en el campo de la microelectrónica, la óptica de precisión y la tecnología aeroespacial. Mediante la utilización de las microondas, se pretende mejorar sus propiedades finales, tanto mecánicas como térmicas. Para lograr este objetivo, se adaptarán los equipos de microondas a la sinterización de los materiales de LAS en estado cristalino y se evaluarán sus propiedades finales. En una última fase, se estudiará la viabilidad de mejorar las propiedades de los materiales obtenidos en la etapa anterior, mediante la adición de segundas fases seleccionadas: alúmina y grafeno. / [CA] La sinterització de materials per mitjà de les microones aporta molts avantatges enfront dels mètodes convencionals. Es tracta d'una tècnica no-convencional on els materials absorbeixen les ones electromagnètiques i les transformen en calor. Aquest procés és molt diferent d'altres mètodes, on la calor és transferida per mig dels mecanismes de conducció, radiació i convecció. Els principals avantatges de la sinterització per microones es poden resumir en tres: reducció de temps i costos econòmics de producció, beneficis mediambientals i flexibilitat del processament. Per tant, les microones són una clara alternativa a altres mètodes de sinterització. L'objectiu final d'aquesta Tesi Doctoral és l'obtenció, mitjançant la tècnica de sinterització no-convencional de microones, de materials ceràmics basats en aluminosilicats de liti (LAS) densos, que reunisquen unes prestacions mecàniques adequades i unes funcionalitats excepcionals, per a la seua utilització en aplicacions específiques. L'alta estabilitat tèrmica d'aquests materials els fa idonis per a aplicacions en el camp de la microelectrònica, l'òptica de precisió i la tecnologia aeroespacial. Mitjançant la utilització de les microones, es pretén millorar les seues propietats finals, tant mecàniques com tèrmiques. Per a aconseguir aquest objectiu, s'adaptaran els equips de microones a la sinterització dels materials de LAS en estat cristal·lí i s'avaluaran les seues propietats finals. En una última fase, s'estudiarà la viabilitat de millorar les propietats dels materials obtinguts en l'etapa anterior, mitjançant l'addició de segones fases seleccionades: l'alúmina i el grafé. / Benavente Martínez, R. (2015). DESARROLLO DE MATERIALES CERÁMICOS AVANZADOS CON ALTAS PRESTACIONES MEDIANTE TÉCNICAS NO CONVENCIONALES DE SINTERIZACIÓN: MICROONDAS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/49358 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

Los compuestos orgánicos conjugados han sido investigados ampliamente debido a su versatilidad para integrarse con otros materiales a través de métodos de bajo coste y a su idoneidad para una amplia gama de aplicaciones optoelectrónicas; por ejemplo, transistores de efecto de campo, células solares, LEDs y láseres, entre otros. Actualmente existe un interés particular en los materiales orgánicos para láser promovido por el desarrollo de aplicaciones biomédicas y de telecomunicaciones. De hecho, el desarrollo de técnicas bottom-up en la síntesis orgánica y de métodos computacionales químico-cuánticos permiten el diseño inteligente de compuestos orgánicos con propiedades a medida que pueden ser beneficiosas para tales aplicaciones. En este sentido, comprender la relación entre las características estructurales de los compuestos orgánicos y sus propiedades optoelectrónicas es una etapa obligatoria en el proceso de diseño. En el desarrollo de esta tesis se evalúan las propiedades fotofísicas de dos familias de compuestos orgánicos –perilenodiimidas y nanografenos– dispersos en matrices inertes con el objetivo de mejorar su funcionamiento como materiales activos para láseres. En particular, se han llevado a cabo tres actuaciones: 1) la investigación sistemática de dos polímeros termoplásticos comerciales, poliestireno y polimetilmetacrilato, como matrices inertes para dispersar compuestos de perilenodiimida con un enfoque en optimizar las propiedades de la guía de ondas y reducir los requisitos de energéticos de los dispositivos; 2) conocer los mecanismos de fotodegradación y quenching de la fotoluminiscencia en derivados de perilenodiimida dispersos en películas de poliestireno con el objetivo de obtener dispositivos más duraderos y eficientes; y 3) estudiar las propiedades fotofísicas de compuestos novedosos de la familia de los nanografenos dispersos en matrices inertes con el fin de comprender la relación entre su estructura –borde, heteroátomos, sustituyentes– y su ganancia óptica. / Ministerio de Economía y Competitividad y Fondo Social Europeo (BES-2016-077681 y MAT2015-66586-R)

En los últimos años el consumo de plásticos ha aumentado considerablemente, lo que conlleva una problemática asociada a la gran cantidad de residuos que se generan. La sociedad, cada vez más concienciada con la conservación del medio ambiente, demanda nuevas alternativas más sostenibles, como por ejemplo el desarrollo de polímeros procedentes de recursos renovables. Este tipo de polímeros respetuosos con el medio ambiente puede suponer un problema en el reciclado de los envases y embalajes, ya que a día de hoy las líneas de triaje y selección de polímeros en las plantas de reciclaje no están preparadas para la detección de los polímeros biodegradables. Con lo cual los materiales reciclados pueden llegar a contener trazas de polímeros biodegradables en los polímeros reciclados lo que puede suponer un problema de pérdida de propiedades. El principal objetivo de esta tesis doctoral es estudiar la influencia de los plásticos biodegradables en el reciclado de diferentes polímeros ampliamente usados en envases y embalajes. Para ello se ha simulado la contaminación con materiales biodegradables, planteando la realización de diferentes mezclas utilizando como matrices polímeros reciclados provenientes de envases, PS, PP y PET, mezclados con diferentes polímeros biodegradables, PLA, PHB, TPS y PBS, a diferentes porcentajes (2,5; 5; 7,5; 10 y 15) en peso. Las diferentes mezclas fueron procesadas primero por extrusión para obtener un mezclado homogéneo y posteriormente por moldeo por inyección para obtener las probetas necesarias para su caracterización. La adición de polímeros biodegradables afecta a las propiedades mecánicas y térmicas del PS. A partir del 5% de TPS, PLA y PHB las propiedades mecánicas del PS se ven afectadas negativamente, disminuyendo el alargamiento a la rotura a partir de un 5% de los polímeros biodegradables. En cambio, la resistencia a tracción a partir del 5% de TPS y PHB disminuye pero permanece constante para las mezclas con PLA. Por otro lado, el módulo de Young a partir de un 2,5% de polímeros biodegradables disminuye debido a la incompatibilidad de estos materiales y el PS. Además, porcentajes superiores al 7,5% de los polímeros biodegradables provoca un aumento del índice de fluidez, y la temperatura de reblandecimiento VICAT se ve afectada a partir de un 5% de los polímeros biodegradables, siendo las mezclas de PS-PHB las más afectadas en las propiedades térmicas. Las propiedades mecánicas y térmicas del PP reciclado se ven afectadas con la adición de polímeros biodegradables. A partir de un 2,5% de polímero biodegradable en la mezcla disminuye la resistencia a tracción y el alargamiento a la rotura. En cambio, el módulo de Young presenta tendencia diferentes según el polímero biodegradable presente en la mezcla con PP, en el caso de las mezclas con PLA a medida que aumenta el porcentaje de este polímero biodegradable aumenta el módulo, el módulo de Young de las mezclas PP-PHB permanece constante sin influencia del porcentaje de PHB y para las mezclas PP-TPS disminuye el módulo de Young a partir de un 7,5% de TPS. Por otro lado, el índice de fluidez de las mezclas PP-TPS permanece constante para los diferentes porcentajes, pero la presencia de más del 5% de PLA y PHB provoca un aumento del índice de fluidez. Sin embargo, la temperatura de reblandecimiento VICAT disminuye a partir de un 2,5% de polímeros biodegradables, siendo las mezclas de TPS las más afectadas. Mediante el análisis de espectroscopia infrarroja FTIR se puede detectar la presencia de los materiales biodegradables como impurezas en PS y PP reciclado debido a que los tres polímeros biodegradables (PLA, PHB y TPS) presentan una banda característica del grupo carbonilo entre 1790 y 1750 cm-1, esta característica es importante ya que con un equipo FTIR los productores de material reciclado pueden eliminar de su producción este tipo de polímeros. El PET reciclado se ve afecta / Plastic consumption has increased in recent years causing a downside in terms of waste generation. Social consciousness regarding the conservation of the environment has considerably increased and so, new society demand more sustainable alternatives, such as the development of polymers from renewable resources. This type of environmentally friendly polymers can pose a problem in the recycling of packaging, as today the triage process and selection of polymers in the recycling plants are not prepared for the detection of biodegradable polymers. As a result, recycled materials may contain traces of biodegradable polymers in recycled polymers, which can lead to a loss of properties. The main objective of this doctoral thesis was to study the influence of biodegradable plastics in the recycling of different widely-used polymers in packaging. Thus, contamination with biodegradable materials has been simulated. For this purpose, it was proposed to make different blends using recycled polymer matrixes of PS, PP and PET containers, which are blended with different biodegradable polymers, PLA, PHB, TPS and PBS, at different percentages (2,5; 5; 7,5; 10 y 15) by weight. The different blends were processed first by extrusion to obtain homogeneous mixing and then by injection molding to obtain the specimens necessary for their Biodegradable polymers addition affects the mechanical and thermal properties of PS. From 5% of TPS, PLA and PHB, mechanical properties of PS are negatively affected, decreasing the elongation at break from 5% of the biodegradable polymers. Nevertheless, tensile strength, from 5% of TPS and PHB, decreases but remains constant for mixtures with PLA. On the other hand, the Young's modulus from 2.5% of biodegradable polymers decreases due to the incompatibility of these materials and the PS. In addition to this, blends with percentages higher than 7.5% of the biodegradable polymers cause a melt flow index and increase and the VICAT softening temperature is affected by 5% of the biodegradable polymers. PS-PHB blends are the most affected in terms of thermal properties. Mechanical and thermal properties of the recycled PP are affected by the addition of biodegradable polymers. From 2.5% of biodegradable polymer in the blend, tensile strength and elongation at break decrease. In contrast, Young's modulus shows different trends depending on the biodegradable polymer present in the blend with PP. In the case of blends with PLA the percentage of this biodegradable polymer increases, as the modulus increases as well. The Young's modulus of the mixtures PP-PHB remains constant without any influence of the PHB percentage; and it does decrease in PP-TPS blends as the Young's modulus decrease in 7.5% of TPS. On the other hand, the melt flow index of the PP-TPS mixtures remains constant for different percentages, but the presence of more than 5% of PLA and PHB rises up the melt flow index. However, the VICAT softening temperature decreases in 2.5% biodegradable polymers, with the TPS blends being the most affected. The presence of biodegradable materials as impurities in PS and recycled PP can be detected by the FTIR infrared spectroscopy because three of the biodegradable polymers (PLA, PHB and TPS) have a characteristic carbonyl group range between 1790 and 1750 cm- 1. This characteristic is important because recycled material producers can eliminate this type of polymers from their production by using a FTIR team. Recycled PET is negatively affected with the presence of PLA, TPS, PHB and PBS. From 2.5% of the biodegradable polymers the tensile strength, Young's modulus and elongation at break decrease drastically and reduce tensile strength by 11.5%, 16.2%, 24.1% and 49.1% with the addition of 5% of PLA, PHB, TPS and PBS respectively. In the natural aging study carried out on the PET-PLA, PET-PHB and PET-TPS samples one year later, it was observed that the PET-PHB blends were very fragile and the ejectors fractured the injecte / En els últims anys el consum de plàstics ha augmentat considerablement, sent una problemàtica a causa de la gran quantitat de residus que es generen. La societat, cada vegada més conscienciada amb la conservació del medi ambient, demanda noves alternatives més sostenibles, com per exemple el desenrotllament de polímers procedents de recursos renovables. Este tipus de polímers respectuosos amb el medi ambient pot suposar un problema en el reciclatge dels envasos i embalatges, ja que a hores d'ara les línies de triatge i selecció de polímers en les plantes de reciclatge no estan preparades per a la detecció dels polímers biodegradables. Amb la qual cosa els materials reciclatges poden arribar a contindre traces de polímers biodegradables en els polímers reciclats el que pot suposar un problema de pèrdua de propietats. El principal objectiu d'esta tesi doctoral va ser estudiar la influència dels plàstics biodegradables en el reciclatge de diferents polímers àmpliament usats en envasos i embalatges. Per a això s'ha simulat la contaminació amb materials biodegradables. Per a això es va plantejar realitzar diferents mescles utilitzant com a matrius polímers reciclats provinents d'envasos, PS, PP i PET, mesclats amb diferents polímers biodegradables, PLA, PHB, TPS i PBS, a diferents percentatges (2,5; 5; 7,5; 10 i 15) en pes. Les diferents mescles van ser processades primer per extrusió per a obtindre un mesclat homogeni i posteriorment per moldeig per injecció per a obtindre les provetes necessàries per a la seua caracterització. "L'addició de polímers biodegradables afecta les propietats mecàniques i tèrmiques del PS. A partir del 5% de TPS, PLA i PHB les propietats mecàniques del PS es veuen afectades negativament, disminuint l'allargament a la ruptura a partir d'un 5% dels polímers biodegradables. En canvi, la resistència a tracció a partir del 5% de TPS i PHB disminuïx però roman constant per a les mescles amb PLA. D'altra banda, el mòdul de Young a partir d'un 2,5% de polímers biodegradables disminuïx a causa de la incompatibilitat d'estos materials i el PS. A més, percentatges superiors al 7,5% dels polímers biodegradables provoca un augment de l'índex de fluïdesa i la temperatura de reblaniment VICAT es veu afectada partir d'un 5% dels polímers biodegradables, sent les mescles de PS-PHB les més afectades en les propietats tèrmiques. Les propietats mecàniques i tèrmiques del PP reciclatge es veuen afectades amb l'addició de polímers biodegradables. A partir d'un 2,5% de polímer biodegradable en la mescla disminuïx la resistència a tracció i l'allargament a la ruptura. En canvi, el mòdul de Young presenta una tendència diferent segons el polímer biodegradable present en la mescla amb PP, en el cas de les mescles amb PLA a mesura que augmenta el percentatge d'este polímer biodegradable augmenta el mòdul, el mòdul de Young de les mescles PP-PHB roman constant sense influència del percentatge de PHB i per a les mescles PP-TPS disminuïx el mòdul de Young a partir d'un 7,5% de TPS. D'altra banda, l'índex de fluïdesa de les mescles PP-TPS roman constant per als diferents percentatges, però la presència de més del 5% de PLA i PHB provoca un augment de l'índex de fluïdesa. No obstant això, la temperatura de reblaniment VICAT disminuïx a partir d'un 2,5% de polímers biodegradables, sent les mescles de TPS les més afectades. Per mitjà de l'anàlisi d'espectroscòpia infraroja FTIR es pot detectar la presència dels materials biodegradables com a impureses en PS i PP reciclat pel fet que els tres polímers biodegradables (PLA, PHB i TPS) presenten una banda característica del grup carbonilo entre 1790 i 1750 cm-1, esta característica és important ja que amb un equip FTIR els productors de material reciclatge poden eliminar de la seua producció este tipus de polímers El PET reciclatge es veu afectat negativament amb presència de PLA, TPS, PHB i PBS. A parti / Bertomeu Perelló, D. (2018). Influencia de la presencia de materiales plásticos biodegradables en la recuperación de residuos de envases y embalajes [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/103682

Tesis por compendio / [ES] La presente tesis doctoral tiene como principal objetivo el desarrollo de materiales poliméricos que sean respetuosos con el medio ambiente y favorezcan modelos de economía circular, centrando las líneas de investigación en el reaprovechamiento de residuos de la industria del mango y en la utilización de ácido poliláctico (PLA) como principal matriz polimérica. Para ello se emplean diferentes técnicas de procesado como el electrospinning, la extrusión, la inyección o la producción de films por disolución. Además, se plantea la utilización de diferentes aditivos como plastificantes y cargas lignocelulósicas de origen renovable para mejorar las propiedades de estos materiales sin comprometer su alto potencial medioambiental. El primer bloque de la tesis centra sus esfuerzos en el reaprovechamiento de diferentes residuos del mango (uno de los cultivos más populares del mundo), como la piel y el kernel, para desarrollar diferentes materiales con un gran contenido natural. Dentro de los estudios realizados en este bloque se incluye la extracción de almidón a partir del kernel de mango para la posterior fabricación de nanofibras por electrospinning, con gran aplicación en el sector médico. Otros estudios realizados proponen la combinación de matrices poliméricas como el biopolipropileno y el PLA, en combinación con harina de piel de mango y harina de hueso de mango, respectivamente, mediante procesos de extrusión, extrusión reactiva (REX) e inyección. En el caso del biopolipropileno se utilizan además agentes compatibilizantes basados en ácido itacónico para aumentar la adhesión entre las partículas lignocelulósicas de la piel del mango con la matriz polimérica, la cual es altamente apolar. Por otro lado, a las formulaciones de PLA y harina de hueso de mango se le añaden plastificantes como la triacetina y la tributirina para aumentar las propiedades dúctiles del PLA. Un cuarto estudio se enfoca en la producción de films de glicerol con harina de hueso de mango, rica en almidón, para observar cómo afecta el tamaño de partícula de la harina sobre las propiedades de los films. Por último, se propone el desarrollo de materiales termoplásticos ricos en almidón utilizando harina de kernel de mango en combinación con diferentes plastificantes como glicerol, sorbitol y urea. Estos materiales ricos en almidón son procesados por extrusión e inyección y son completamente biodegradables y de origen natural. El segundo y último bloque de la tesis está enfocado a la utilización del ácido poliláctico obtenido de fuentes renovables en procesos de extrusión e inyección. Este poliéster es un polímero biodegradable cuya principal desventaja es su gran fragilidad. Por ello, se han empleado diferentes tipos de plastificantes naturales para incrementar las propiedades dúctiles del PLA. En un primer trabajo, se combina el PLA con α-terpinil acetato, un plastificante de origen renovable. Además, se añade piel de mandarina molida como carga natural para evaluar si este plastificante es capaz de aumentar la ductilidad de mezclas de PLA con cargas lignocelulósicas, obtenido resultados muy positivos. Un segundo trabajo plantea la combinación de PLA con dietil-L-tartrato, un plastificante obtenido del ácido tartárico, encontrado en la uva y el tamarindo, obteniendo elongaciones de más de un 300%. Por último, dos estudios más plantean la combinación de PLA con terpenoides, más concretamente ésteres de geranilo y linalilo. En este sentido, uno de los trabajos se centra en variar la proporción de acetato de linalilo y acetato de geranilo en las composiciones, mientras que el otro trabajo evalúa como afecta la longitud de cadena de los ésteres de geranilo a la plastificación del PLA. Todos los plastificantes utilizados en este bloque ofrecieron resultados muy prometedores, con alargamientos a la rotura superiores al 200% en materiales completamente naturales y biodegradables con gran aplicación en el sector alimentario y del envase y embalaje. / [CA] La present tesi doctoral té com a principal objectiu el desenvolupament de materials polimèrics que siguen respectuosos amb el medi ambient i afavorisquen models d'economia circular, centrant les línies d'investigació en el reaprofitament de residus de la indústria del mango i en la utilització d'àcid polilàctic (PLA) com a principal matriu polimèrica. Per a això s'empren diferents tècniques de processament com l'electrospinning, l'extrusió, la injecció o la producció de films per dissolució. A més, es planteja la utilització de diferents additius com a plastificants i càrregues lignocelulòsiques d'origen renovable per a millorar les propietats d'aquests materials sense comprometre el seu alt potencial mediambiental. El primer bloc de la tesi centra els seus esforços en el reaprofitament de diferents residus del mango (un dels cultius més populars del món), com la pell i el kernel, per a desenvolupar diferents materials amb un gran contingut natural. Dins dels estudis realitzats en aquest bloc s'inclou l'extracció de midó a partir del kernel de mango per a la posterior fabricació de nanofibers per electrospinning, amb gran aplicació en el sector mèdic. Altres estudis realitzats proposen la combinació de matrius polimèriques com el biopolipropilè i el PLA, en combinació amb farina de pell de mango i farina d'os de mango, respectivament, mitjançant processos d'extrusió, extrusió reactiva (REX) i injecció. En el cas del biopolipropilè s'utilitzen a més agents compatibilitzants basats en àcid itacònic per a augmentar l'adhesió entre les partícules lignocelulòsiques de la pell del mango amb la matriu polimèrica, la qual és altament apolar. D'altra banda, a les formulacions de PLA i farina d'os de mango se li afigen plastificants com la triacetina i la tributirina per a augmentar les propietats dúctils del PLA. Un quart estudi s'enfoca en la producció de films de glicerol amb farina d'os de mango, rica en midó, per a observar com afecta la grandària de partícula de la farina sobre les propietats dels films. Finalment, es proposa el desenvolupament de materials termoplàstics rics en midó utilitzant farina de kernel de mango en combinació amb diferents plastificants com glicerol, sorbitol i urea. Aquests materials rics en midó són processats per extrusió i injecció i són completament biodegradables i d'origen natural. El segon i últim bloc de la tesi està enfocat a la utilització de l'àcid polilàctic obtingut de fonts renovables en processos d'extrusió i injecció. Aquest polièster és un polímer biodegradable el principal desavantatge del qual és la seua gran fragilitat. Per això, s'han emprat diferents tipus de plastificants naturals per a incrementar les propietats dúctils del PLA. En un primer treball, es combina el PLA amb α-terpinil acetat, un plastificant d'origen renovable. A més, s'afig pell de mandarina molta com a càrrega natural per a avaluar si aquest plastificant és capaç d'augmentar la ductilitat de mescles de PLA amb càrregues lignocelulòsiques, obtenint resultats molt positius. Un segon treball planteja la combinació de PLA amb dietil-L-tartrat, un plastificant obtingut de l'àcid tartàric, trobat en el raïm i el tamarinde, obtenint elongacions de més d'un 300%. Finalment, dos estudis més plantegen la combinació de PLA amb terpenoids, més concretament èsters de geranil i linalil. En aquest sentit, un dels treballs se centra en variar la proporció d'acetat de linalil i acetat de geranil en les composicions, mentre que l'altre treball avalua com afecta la longitud de cadena dels èsters de geranil a la plastificació del PLA. Tots els plastificants utilitzats en aquest bloc van oferir resultats molt prometedors, amb allargaments al trencament superiors al 200% en materials completament naturals i biodegradables amb gran aplicació en el sector alimentari i de l'envàs i embalatge. / [EN] The present doctoral thesis has as its main objective the development of polymeric materials that are environmentally friendly and promote circular economy models, focusing research on the reuse of waste from the mango industry and the use of polylactic acid (PLA) as the main polymer matrix. Various processing techniques such as electrospinning, extrusion, injection, or cast film are employed for this purpose. In addition, the use of different additives such as plasticizers and lignocellulosic fillers of renewable origin is proposed to improve the properties of these materials without compromising their high environmental potential. The first part of the thesis focuses on the reuse of various mango waste products (one of the most popular crops in the world), such as peel and kernel, to develop different materials with a high natural content. Studies in this section include the extraction of starch from mango kernels for the subsequent production of nanofibers by electrospinning, which have significant applications in the medical sector. Other studies propose the combination of polymeric matrices such as biopolypropylene and PLA, in combination with mango peel flour and mango kernel flour, respectively, through extrusion, reactive extrusion (REX), and injection processes. In the case of biopolypropylene, compatibilizing agents based on itaconic acid are also used to increase the adhesion between lignocellulosic particles from mango peel and the highly apolar polymer matrix. On the other hand, PLA formulations with mango kernel flour are supplemented with plasticizers such as triacetin and tributyrin to enhance the ductile properties of PLA. A fourth study focuses on the production of glycerol films with mango kernel flour, rich in starch, to observe how the particle size of the flour affects the film properties. Finally, the development of starch-rich thermoplastic materials is proposed using mango kernel flour in combination with different plasticizers such as glycerol, sorbitol, and urea. These starch-rich materials are processed by extrusion and injection and are completely biodegradable and of natural origin. The second and final part of the thesis is focused on the use of polylactic acid obtained from renewable sources in extrusion and injection processes. This biodegradable polyester has the main disadvantage of being very brittle. Therefore, different types of natural plasticizers have been used to increase the ductile properties of PLA. In the first study, PLA is combined with α-terpinyl acetate, a renewable plasticizer. In addition, ground tangerine peel is added as a natural filler to evaluate if this plasticizer can increase the ductility of PLA blends with lignocellulosic fillers, yielding very positive results. A second study proposes the combination of PLA with diethyl-L-tartrate, a plasticizer obtained from tartaric acid, found in grapes and tamarind, resulting in elongations of more than 300%. Finally, two more studies propose the combination of PLA with terpenoids, specifically geranyl and linalyl esters. In this regard, one of the works focuses on varying the proportion of linalyl acetate and geranyl acetate in the compositions, while the other study evaluates how the chain length of geranyl esters affects PLA plasticization. All the plasticizers used in this section offered very promising results, with elongations at break exceeding 200% in completely natural and biodegradable materials with significant applications in the food and packaging sectors. / This research is a part of the grant PID2020-116496RB-C22, funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and the grant TED2021-131762A-I00, funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by the European Union “NextGenerationEU”/PRTR. Authors also thank Generalitat Valenciana-GVA for funding this research through the grant numbers AICO/2021/025 and CIGE/2021/094. Funded with Aid for First Research Projects (PAID-06-22), Vice-rectorate for Research of the Universitat Politècnica de València (UPV). J. I.-M. wants to thank FPU19/01759 grant funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by ESF Investing in your future. J. G.-C. wants to thank FPU20/01732 grant funded by MCIN/AEI/10.13039/ 501100011033 and by ESF Investing in your future. / Gómez Caturla, J. (2024). Desarrollo y caracterización de polímeros de alto rendimiento medioambiental derivados de residuos agroindustriales y aditivos de origen renovable [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203217 / Compendio

[ES] Las ciudades representan un papel muy importante en el desarrollo sostenible. En general, es conocido, que el sector residencial representa unos porcentajes elevados en cuanto a consumos totales de energía y emisiones de CO2. El avance en el conocimiento ha demostrado que todo el parque edificado tiene un comportamiento energético poco efectivo y que puede ser mejorable, avanzando así en las nuevas directrices de mejora que se están imponiendo desde las administraciones. Así pues, ante un parque construido abundante y obsoleto, la rehabilitación es el gran potencial que puede contribuir a la mejora del cambio climático, a través de la propuesta de estrategias y escenarios de actuación sostenibles y adecuados a los entornos sociales, económicos y medioambientales correspondientes. La construcción sostenible se fundamenta en optimizar el impacto conjunto en el medio natural de las tres dimensiones fundamentales en cualquier actividad humana: medioambiente, economía y sociedad. Así pues, surge la necesidad de establecer un patrón de medida que permita evaluar y cuantificar la sostenibilidad de un edificio, de forma que sea objetivo y comparable, que reduzcan la complejidad de otros estándares ya existentes. La presente tesis desarrolla una sistemática de análisis del medio urbano en todas sus dimensiones, a partir de una parametrización de las distintas tipologías constructivas y de su evolución. De esta forma, se está en condiciones de conocer la evolución de los sistemas urbanos partiendo de la evolución de las variables constructivas. / [CA] Les ciutats representen un paper molt important en el desenvolupament sostenible. En general, és conegut que el sector residencial representa uns percentatges elevats quant a consums totals d'energia i emissions de CO2. L'avenç en el coneixement ha demostrat que tot el parc edificat té un comportament energètic poc efectiu i que pot ser millorable, avançant així a les noves directrius de millora que s'estan imposant des de les administracions. Així doncs, davant d'un parc construït abundant i obsolet, la rehabilitació és el gran potencial que pot contribuir a millorar el canvi climàtic, a través de la proposta d'estratègies i escenaris d'actuació sostenibles i adequats als entorns socials, econòmics i mediambientals corresponents . La construcció sostenible es fonamenta en optimitzar limpacte conjunt en el medi natural de les tres dimensions fonamentals en qualsevol activitat humana: medi ambient, economia i societat. Sorgeix, doncs, la necessitat d'establir un patró de mesura que permeti avaluar i quantificar la sostenibilitat d'un edifici, de manera que sigui objectiu i comparable, que redueixin la complexitat d'altres estàndards ja existents. Aquesta tesi desenvolupa una sistemàtica danàlisi del medi urbà en totes les seves dimensions, a partir duna parametrització de les diferents tipologies constructives i de la seva evolució. D'aquesta manera s'està en condicions de conèixer l'evolució dels sistemes urbans partint de l'evolució de les variables constructives. / [EN] Cities play a very important role in sustainable development. In general, it is well known that the residential sector represents a high percentage of total energy consumption and CO2 emissions. Advances in knowledge have shown that the entire building stock has an inefficient energy performance and that it can be improved, thus advancing in the new guidelines for improvement that are being imposed by the administrations. Thus, faced with an abundant and obsolete building stock, refurbishment is the great potential that can contribute to the improvement of climate change, through the proposal of sustainable strategies and action scenarios that are appropriate to the corresponding social, economic and environmental settings. Sustainable construction is based on optimising the joint impact on the natural environment of the three fundamental dimensions of any human activity: environment, economy and society. Thus, the need arises to establish a standard of measurement to evaluate and quantify the sustainability of a building, in a way that is objective and comparable, reducing the complexity of other existing standards. This thesis develops a systematic analysis of the urban environment in all its dimensions, based on a parameterisation of the different building typologies and their evolution. In this way, we are in a position to know the evolution of urban systems in the urban environment in all its dimensions, based on a parameterisation of the different building typologies and their evolution. / La realización de esta tesis ha derivado en la participación en un proyecto de investigación de las Comunidades Europeas: Proyecto: “Grow Green”, Contract Number 730283-2 Proyecto H2020-SCC-2016-2017 titulado GREEN CITIES FOR CLIMATE AND WATER RESILIENCE, SUSTAINABLE ECONOMIC GROWTH, HEALTHY CITIZENS AND ENVIRONMENTS. / Iborra Lucas, M. (2024). Aproximación metodológica al análisis integrado de la sostenibilidad urbana partiendo de las tipologías constructivas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203609