El present treball té dos objectius fonamentals: 1) Obtenir models matemàtics per a definir el comportament d’alguns materials termoplàstics específics a partir de les dades de l’anàlisi dinamo-mecànic (DMA) i poder predir els mòduls de tracció i de creep sense utilitzar la màquina universal d’assajos (MUE). 2) Obtenir codis de simulació on l’usuari pugui predir aquests mateixos mòduls de tracció i de creep introduint els paràmetres d’entrada necessaris. Aquests paràmetres són la velocitat de deformació, el temps i la temperatura. Així, el concepte bàsic d’aquest projecte és el següent: a partir de les dades de DMA, i amb l’ús de sofisticats models matemàtics, es pot predir la resposta del material en assajos de tracció o de creep (o de relaxació de tensions) sense realitzar més experiències. Per a assajos de tracció la resposta es troba en funció de la velocitat de deformació i de la temperatura del material. En assajos de creep (o de relaxació de tensions) la resposta es troba en funció del temps i de la temperatura del material. El mateix pot realitzar-se amb programes de simulació introduint els paràmetres necessaris. Una vegada feta la caracterització a partir dels valors experimentats en DMA, es poden predir altres resultats dintre del rang de treball. Això s’aconsegueix simulant altres experiments mitjançant un simulador computacional, estalviant temps i diners. En aquesta tesi, els bucles de tracció i de creep han estat realitzats per a tres materials. Així i tot, el procediment mostrat en aquest treball pot ser aplicat a diferents matrius, amb o sense fibres. Aquesta tesi presenta diverses contribucions: 1) Creació d’un nou model matemàtic per al bucle de tracció en funció de la velocitat de deformació i de la temperatura. 2) Subrutina per a poder alimentar un codi en ANSYS® permetent introduir diferents velocitats de deformació. 3) Creació de dos nous models matemàtics per al bucle de creep mitjançant la introducció de coeficients alfa en el domini de la freqüència. 4) Modificacions dels coeficients dels models matemàtics per al bucle de creep per a passar del domini de la freqüència al domini del temps. 5) Desenvolupament d’equacions per a determinar els paràmetres de les series de Prony (models generalitzats de Kelvin-Voigt i de Maxwell) amb n=1 o n=2. 6) Desenvolupament d’equacions per a determinar els coeficients del model generalitzat de Kelvin-Voigt a partir dels coeficients del model generalitzat de Maxwell o viceversa, amb n=1 o n=2, per a poder canviar de model. 7) Descripció d’un procediment per a desenvolupar els models matemàtics que poden ser aplicats a altres materials termoplàstics. En resum, amb aquestes contribucions, es proposen nous models d’equacions per a estudiar aquestes propietats mecàniques en funció de la velocitat de deformació (en tests de tracció), del temps (en tests de creep), i de la temperatura (en ambdós tests). / El presente trabajo tiene dos objetivos fundamentales: 1) Obtener modelos matemáticos para definir el comportamiento de algunos materiales termoplásticos específicos a partir de los datos del análisis dinamomecánico (DMA) y poder predecir los módulos de tracción y de creep sin usar la máquina universal de ensayos (MUE). 2) Obtener códigos de simulación donde el usuario pueda predecir estos mismos módulos de tracción y de creep introduciendo los parámetros de entrada necesarios. Estos parámetros son la velocidad de deformación, el tiempo y la temperatura. Así, el concepto básico de este proyecto es el siguiente: a partir de los datos de DMA, y con el uso de sofisticados modelos matemáticos, se puede predecir la respuesta del material en ensayos de tracción o de creep (o de relajación de tensiones) sin realizar más experiencias. Para ensayos de tracción la respuesta se encuentra en función de la velocidad de deformación y de la temperatura del material. Para ensayos de creep (o de relajación de tensiones) la respuesta se encuentra en función del tiempo y de la temperatura del material. Lo mismo puede realizarse con programas de simulación introduciendo los parámetros necesarios. Una vez realizada la caracterización a partir de los valores experimentados en DMA, se pueden predecir otros resultados cualesquiera dentro del rango de trabajo. Esto se consigue simulando otras experiencias mediante un simulador computacional, ahorrando tiempo y dinero. En esta tesis, los bucles de tracción y de creep han sido realizados para tres materiales. Sin embargo, el procedimiento mostrado en este trabajo puede ser aplicado a distintas matrices, con o sin fibras. Esta tesis presenta distintas contribuciones: 1) Creación de un nuevo modelo matemático para el bucle de tracción en función de la velocidad de deformación y de la temperatura. 2) Subrutina para poder alimentar un código en ANSYS® permitiendo introducir diferentes velocidades de deformación. 3) Creación de dos nuevos modelos matemáticos para el bucle de creep mediante la introducción de coeficientes alfa en el dominio de la frecuencia. 4) Modificaciones de los coeficientes de los modelos matemáticos para el bucle de creep para pasar del dominio de la frecuencia al dominio del tiempo. 5) Desarrollo de ecuaciones para determinar los parámetros de las series de Prony (modelos generalizados de Kelvin-Voigt y de Maxwell) con n=1 o n=2. 6) Desarrollo de ecuaciones para determinar los coeficientes del modelo generalizado de Kelvin-Voigt a partir de los coeficientes del modelo generalizado de Maxwell o viceversa, con n=1 o n=2, para poder cambiar de modelo. 7) Descripción de un procedimiento para desarrollar los modelos matemáticos que pueden ser aplicados a otros materiales termoplásticos. En resumen, con estas contribuciones, se proponen nuevos modelos de ecuaciones para estudiar estas propiedades mecánicas en función de la velocidad de deformación (en tests de tracción), del tiempo (en tests de creep), y de la temperatura (en ambos tests). / The present work has two fundamental objectives: 1) Obtaining of mathematical models to define the behavior of some specific thermoplastic materials from dynamic mechanical analysis (DMA) data and predict tensile and creep moduli without using the universal testing machine (MUE). 2) Obtaining of simulation codes where the user can predict these same tensile and creep moduli introducing the necessary input parameters. These parameters are strain rate, time and temperature. So, the base concept of this project is the following: from DMA data, and with the use of sophisticated mathematical models, the response of the material in tensile or creep (or stress relaxation) assays can be predicted without any further experimentation. For tensile assays, the response is given as a function of strain rate and temperature of the material. For creep (or stress relaxation) assays, the response is given as a function of time and temperature of the material. The same can be done with simulation programs introducing the necessary parameters. Once this characterization is done for the values experimented in DMA, one can predict any other results within the working range. It allows simulating other experiments through a computational simulator, to save time and money. In this thesis, tensile and creep loops are performed with three materials. However, the procedure shown in this work can be applied to different matrices, with or without fibers. There are several contributions of this thesis: 1) Creation of a new mathematical model for tensile loop as a function of strain rate and temperature. 2) Subroutine to feed an ANSYS® code with the introduction of different strain rates. 3) Creation of two new mathematical models for creep loop with the introduction of alpha coefficients in the frequency domain. 4) Modifications of the coefficients of the mathematical models for creep loop to pass from frequency domain to time domain. 5) Development of equations to determine the parameters of the Prony series (generalized Kelvin-Voigt and generalized Maxwell models) with n=1 or n=2. 6) Development of equations to determine the coefficients of the generalized Kelvin-Voigt model from the coefficients of the generalized Maxwell model or the other way round, with n=1 or n=2, to change the model. 7) Description of the procedure to develop the mathematical models that can be applied to other thermoplastic materials. In conclusion, with these contributions, new models of equations to study these mechanical properties are proposed as a function of strain rate (in tensile tests), time (in creep tests) and temperature (in both tests).

S’han dipositat capes primes d’hidrogel per tal de modificar les propietats superficials i millorar el comportament dels biomaterials. Dues de les tècniques de deposició química en fase vapor més comunes s’han estudiat per poder dur a terme aquestes modificacions. La deposició química foto-iniciada en fase vapor (piCVD) és un mètode simple, ràpid i no agressiu que permet depositari films d’hidrogel. És un mètode que s’inicia a la superfície de la mostra i que permet recobrir de manera homogènia superfícies tridimensionals com és el cas de les micro-partícules. El piCVD ofereix un ventall molt ampli d’hidrogels amb capacitat d’absorbir aigua, incorporant co-monòmers amb diferents propietats. Els hidrogels poden ser dissenyats perquè la reactivitat es localitzi a nivell superficial, millorant d’aquesta manera la funcionalització química dels hidrogels. Tanmateix, un nou mètode s’ha utilitzat per micro-estructurar les superfícies durant la deposició via piCVD per obtenir hidrogels amb comportaments especials. Els hidrogels termo-sensibles s’han obtingut via deposició química iniciada en fase vapor (iCVD). S’ha desenvolupat una llibreria d’hidrogels termo-sensibles, els quals exhibeixen una temperatura de transició molt marcada. La microbalança de quars amb dissipació (QCM-D) s’ha fet servir per analitzar la transició d’aquests films. La combinació de les propietats que ofereixen els films termo-sensibles dona la possibilitat de dissenyar una plataforma per prevenir la formació de biofilms. / Se han depositado capas delgadas de hidrogel para lamodificación superficial y mejora del comportamiento de los biomateriales. Dos de las técnicasmás comunes de deposición química en fase vapor se han estudiado para llevar a cabo estas modificaciones. La deposición química foto-iniciada en fase vapor (piCVD) es un método simple, rápido y no agresivo que permite depositar films de hidrogel. Es un método que se inicia en la superficie de la muestra y que permite recubrir de manera homogénea superficies tridimensionales como es el caso de las micro-partículas. El piCVD ofrece un abanico muy amplio de hidrogeles con capacidad de absorber agua, incorporando co-monomeros con diferentes propiedades. Los hidrogeles se pueden diseñar para que la reactividad se localice a nivel superficial, mejorando de esta manera la funcionalización química de los hidrogeles. Así mismo, un nuevo método se ha utilizado para micro-estructurar las superficies durante la deposición vía piCVD para obtener hidrogeles con comportamientos especiales. Los hidrogeles termo-sensibles se han obtenido vía deposición química iniciada en fase vapor (iCVD). Se ha desarrollado una librería de hidrogeles termo-sensibles, los cuales exhiben una temperatura de transición muy marcada. La microbalanza de cuarzo con disipación (QCM-D) se ha utilizado para analizar la transición de este film. La combinación de las propiedades que ofrecen los films termo-sensibles da la posibilidad de diseñar una plataforma para prevenir la formación de biofilms. / Thin hydrogel films have been deposited to modify surface properties and improve biomaterials performance. Two of the most common chemical vapor deposition techniques have been studied to carry out these modifications. Photo-initiated chemical vapor deposition piCVD has been developed as a simple, not aggressive and easy method for the deposition of thin hydrogel films. This method follows a versatile surface-driven reaction process that allows homogeneous coating of both 2D and 3D geometries, such as microspheres. piCVD offers the possibility to fabricate a wide range of swellable thin films, incorporating co-monomers with different properties, such as amine-reactivity, suitable for further modification. The hydrogels can be designed by nano-confining the reactivity to the near surface region, improving the chemical functionality of hydrogels. In addition, a new method to create micro-patterned surfaces can be applied during piCVD deposition to design surfaces having special behavior. Thermo-responsive thin hydrogel films have also been obtained via initiated chemical vapor deposition (iCVD). A library of thermo-sensitive films exhibiting controlled lower critical solution temperatures (LCST) has been generated. Quartz crystal microbalance with dissipation analysis has been used to analyze the phase-transition of these films. The intrinsic properties of thermo-sensitive hydrogels, such as tunable surface hydrophilicity or release of film-entrapped molecules, open the possibility to design systems for controlling biofilm formation.