Cotxes, camions, tractors, avions... tots necessiten els neumàtics com a component imprescindible per al seu funcionament. Malauradament, degut al desgast per ús, els neumàtics tenen una vida útil limitada que obliga a renovar-los cada cert temps passant a ser Neumàtics Fora d'Ús (NFU). Paradògicament, els neumàtics són formulats per a suportar condicions extremes d'ús i, entre d'altres matèries primeres contenen cautxú vulcanitzat, una elevada quantitat d'estabilitzants i d'altres additius que fan dels neumàtics un material no biodegradable. Fins al 2006, era possible desar els NFU en abocadors però aquesta pràctica va ser prohibida per la Comunitat Europea (directiva 1993/31/EC). Aquesta directiva conjuntament amb la creixent consciència mediambiental ha potenciat la investigació per a trobar noves aplicacions per les 3.4milions de tones de NFU que es generen a l'any a Europa. Els NFU són emprats com a font d'energia o en aplicacions civils, però cada vegada més, són emprats en autopistes o per usos decoratius després de patir un procés de separació i trituració (NFU triturat). Les propietats físico-químiques dels NFU en fan un material molt interessant per la comunitat científica internacional que es centra en buscar noves vies de reciclatge mitjançant aplicacions d'alt valor afegit.Una opció per reciclar grans volums de NFU és utilitzar-los granulats com a càrrega en matrius termoplàstiques, encara que aquesta és una tasca difícil degut a la baixa compatibilitat entre aquests dos materials. Les seves característiques superficials són les responsables d'aquesta baixa compatibilitat. Cal afegir també que el tamany de les partícules de NFU obtingudes a partir de processos industrials és entre 400 and 600μm, sent aquest un tamany massa gran per poder ser fàcilment embolcallades per qualsevol matriu. D'altra banda, el cautxú dels neumàtics és troba altament vulcanitzat i, per tant, aquest reaccionarà químicament amb dificultats amb d'altres materials. Totes aquestes propietats fan dels NFU un material difícil de treballar-hi. La present tesis estudia diferents mètodes de compatibilització d'un Polietilè D'alta Densitat (PEAD) de grau d'injecció i NFU triturat obtingut a partir de processos estàndards de molturació. La resina de PEAD va ser escollit com a matriu degut al seu ampli rang d'aplicacions d'injecció. L'objectiu principal és explorar diferents mètodes de compatibilització d'aquests dos materials per obtenir òptimes propietats mecàniques, tèrmiques i morfològiques en aplicacions d'injecció. Els composites són optimitzats per a que continguin la màxima quantitat de NFU, una adequada transformació i el mínim cost. Després d'un estudi preliminar de composites basats en NFU i PEAD s'han estudiat tres mètodes diferents per millorar l'adhesió entre aquests dos materials. El primer mètode consisteix en oxidar la superfície de les partícules de NFU granulat amb tractament basats en àcids, amb l'objectiu de proporcionar rugositat per a un anclatge mecànic. En el segon mètode s'han emprat additius humectants i ceres, ja que aquestes substàncies redueixen la tensió interfacial entre les partícules de NFU i la matriu de PEAD. En l'últim mètode, es va estudiar la influència de l'Etilè Propilè Diè Monòmer (EPDM). Amb aquest mètode, les partícules de NFU són embolcallades per l'EPDM, aquest efecte pot ser millorat amb l'ús de peròxids. Les propietats dels "composites" són bastant diferents en funció del mètode emprat.Després d'una comparació dels "composites" obtinguts pels tres mètodes, s'ha trobat que el que conté 30% d'EPDM i dos peròxids, corresponent a la formulació:: 30% NFU + 40% PEAD + 30% EPDM + 0.5% Trigonox 311 + 0.1% Peròxid de Dicumilcompleix els objectius fixats en la tesis: bona adhesió entre les partícules de NFU i el PEAD on l'elevat valor d'elongació n'és una conseqüència directa, la seva obtenció mitjançant un procés de compatibilització de cost reduït, un nou material amb una elevada quantitat de NFU (30%), la seva facilitat de transformació,, i el més important, una nova via de reciclatge dels NFU per a una aplicació d'alt valor afegit. / Cars, trucks, tractors, airplanes. all need tyres as essential component to work. Unfortunately, due to its continuous use, tyres suffer from wear and have a limited lifetime; therefore, they must be changed every certain time becoming end of life tyres (EOL tyres). Paradoxically tyres are formulated to withstand difficult conditions and among other raw materials, they contain vulcanizated rubbers, high amount of stabilizers and other additives that turn tyres into non biodegradable material. Until 2006, disposal of EOL tyres in landfills was a common practice but it was banned by the European Community (directive 1993/31/EC). This European legislation together with an increasing environmental consciousness has instigated researchers to find applications for 3.4million tonnes of used tyres generated per year in Europe. Some extended uses for EOL tyres are energy recover and civil applications but the use of tyres after separation and grinding processes (material know as Ground Tyre Rubber - GTR), has increased during the last decade. Physical and chemical properties of EOL tyres make them an interesting material for the international research community focused today on finding new ways to recycle tyres for value added applications. A good option to recycle big volumes of discarded tyres is using GTR particles as filler in thermoplastic matrixes, although this is a difficult task due to the low compatibility between the two materials. The surface characteristics of the GTR particles are responsible of this low compatibility. Despite these facts, the particle size obtained from standard industrial grinding processes is between 400 and 600μm. These particles are too large to be entrapped easily in polymeric matrixes. These characteristics in conjunction with the fact that GTR is made of highly crosslinked rubber with difficulties to react chemically to other materials, make GTR a material very difficult to work with.The present thesis deals with the study of different compatibilization methods for an injection moulding grade of High Density Polyethylene (HDPE) and GTR obtained from standard industrial grinding process. The HDPE resin was chosen due to its wide range of injection moulding applications. The aim is to explore different methods to mix these two materials and obtain optimum mechanical, thermal and morphological properties for injection moulding applications. The composites are optimized to obtain the highest GTR amount, adequate processability and minimum cost. After a preliminary study of the composites based on GTR and HDPE, three different methods to improve the adhesion between these two materials are studied. The first method consists in an oxidizing treatment on GTR particles surface in order to promote mechanical anchoring. In the second method the influence of wetting additives and waxes is studied. These substances reduce interfacial tension between GTR particles and HDPE matrix. The third and last method, study the influence of Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM) addition with and without peroxides. In this method, GTR particles are encapsulated by EPDM and this effect can be boosted by the use of peroxides. The composites properties are quite different depending on the used method.After a comparison of the composites obtained by the three different compatibilization methods, it is found that the one with 30% of EPDM plus two peroxides, corresponding to30% GTR + 40% HDPE + 30% EPDM + 0.5% Trigonox 311 + 0.1% Dicumyl Peroxidefulfil the objectives of the thesis. This composite has good adhesion between GTR and HDPE that results in high elongation, it is obtained by a cheap compatibilization process and contains a high amount of recycled tyres (30%), it is easy to process, and the most important thing, it represents a new route to recycle scrap tyres for a value added application.

D’ençà que el polietilè reticulat (XLPE) es va començar a utilitzar com aïllament elèctric per cables de subministrament elèctric, s’han destinat molts esforços a l’estudi de les propietats dielèctriques del polietilè i l’efecte que la càrrega d’espai té sobre el seu comportament. En aquest sentit, les corrents de despolarització estimulades tèrmicament (TSDC) s’han utilitzat extensament per estudiar les relaxacions de càrrega d’espai. Aquesta tècnica ha demostrat tenir prou resolució per distingir diferències en aïllaments de XLPE amb composicions o processos de fabricació diferents. En aquesta tesi, els mecanismes de conducció dels aïllaments XLPE de cables de mitjana tensió (MV) han estat estudiats per TSDC i diverses tècniques complementàries, com l’anàlisi dinàmica elèctrica (DEA), les corrents d’absorció/resorció (ARC), el pols electroacústic (PEA) i les corrents de despolarització isotèrmiques (IDC). Altres tècniques, com l’espectroscòpia d’infrarojos (FTIR) o la difracció de raigs X, han estat també utilitzades per caracteritzar el material. S’han obtingut espectres TSDC per diferents mostres de cable, les quals en condicions de servei treballen en un rang de tensió AC de 12 a 20kV i a temperatures al voltant dels 90ºC. D’altra banda, s’han realitzat mesures de la conductivitat per ARC i DEA en mostres de cable, en cilindres de XLPE i en films. Les mesures s’han dut a terme a temperatures pertanyents al rang de fusió del XLPE (50–110ºC), en mostres sotmeses a aquestes temperatures durant diferents períodes de temps. Els resultats mostren diferències importants entre el comportament de les propietats conductives de les mostres de cable amb pantalles semiconductores (SC) i sense (cilindres de XLPE). El comportament observat ha estat explicat mitjançant la coexistència de dos mecanismes de conducció. La difusió d’impureses des de les pantalles SC determina el comportament d’una d’aquestes contribucions a mig i llarg termini. Els resultats obtinguts per FTIR són consistents amb aquest model. Respecte la microestructura, tant les mesures DSC com la difracció per raigs X mostren que existeixen processos de recristal•lització quan les mostres són sotmeses a temperatures ubicades dins del rang de fusió. Els electrets formats mitjançant el mètode de la polarització per finestres (WP) mostren una descàrrega TSDC amb un ample pic heteropolar en el rang de fusió, amb el màxim al voltant dels 105ºC. En treballs previs, aquest pic es va associar a la fusió de la fracció cristal•lina. Tanmateix, en lloc de decréixer quan la temperatura de polarització augmenta, el pic presenta una temperatura de polarització òptima al voltant de 90-95ºC. Aquest comportament ha estat explicat tenint en compte els processos de recristal•lització que es produeixen quan el material es polaritza isotèrmicament. Durant la recristal•lització, una nova fracció cristal•lina creix en un estat polaritzat degut el camp aplicat, i origina una corrent de despolarització quan es fon durant la mesura TSDC. Amb l’objectiu de determinar l’origen d’altres pics que apareixen en l’espectre TSDC del XLPE, s’han emprat les IDC com a tècnica complementària. Les corrents IDC obtingudes de mostres no tractades es poden representar com la combinació de dues contribucions diferenciades: un terme que és una funció potencial del temps i un d’exponencial. La segona relaxació es correspon amb un pic TSDC que apareix a 95ºC. D’aquesta manera s’ha pogut determinar l’origen dipolar del pic. Finalment, mitjançant la tècnica PEA s’ha obtingut la distribució de la càrrega d’espai en mostres polaritzades que havien estat sotmeses a diferents tractaments tèrmics. S’ha observat un comportament transitori tant per PEA com per TSDC. Tanmateix no s’ha pogut establir cap relació directa entre les descàrregues TSDC i mesures PEA. En conseqüència, s’ha proposat una explicació per les corbes TSDC que considera mecanismes que no són detectables en els perfils de càrrega obtinguts per PEA / Since cross-linked polyethylene (XLPE) started to be used as electrical insulation for power cables, much research has been focused on polyethylene dielectric properties and the effect of the space charge on its behavior. In this sense, thermally stimulated depolarization currents (TSDC) have been widely used to study space charge relaxation. This technique has proved to have enough resolution to determine differences in charge trapping properties among XLPE insulations with different composition and manufacturing processes. In this thesis work, the conduction mechanisms of medium voltage (MV) cable XLPE insulation have been studied by TSDC and several complementary techniques, such as dynamic electrical analysis (DEA), absorption/resorption currents (ARC), pulsed electroacoustic (PEA) and isothermal depolarization currents (IDC). Other techniques, like Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy or X-ray diffractometry, have been used to characterize the material. TSDC spectra have been obtained for different cable samples, which in service conditions work under AC voltages ranging from 12 to 20kV and at temperatures around 90ºC. On the other hand, conductivity measurements by ARC and DEA have been performed in cable samples and in XLPE cylinders, as well as XLPE films. Measurements have been carried out at temperatures within the melting temperature range of XLPE (50–110ºC) on samples annealed at such temperatures during several annealing times. Results show significant differences in the behavior of the conductive properties of XLPE cable samples with semiconducting (SC) screens and without them (XLPE cylinders). The observed behavior has been explained by the coexistence of two conduction mechanisms. Diffusion of impurities from SC screens determines the medium and long-term behavior of one of these contributions and, hence, of cable conductivity. FTIR results are consistent with this model. With respect to microstructure, DSC and X-ray diffractometry results show that recrystallization processes exist when samples are annealed in the melting range of temperatures. Electrets formed by means of the windowing polarization method (WP) showed a TSDC discharge with a wide heteropolar peak in the melting temperature range, and with the maximum at about 105ºC. This peak was associated with the melting of the crystalline fraction in previous works. However, in spite of decreasing with the temperature of polarization, an optimal polarization temperature around 90–95ºC is found. This behavior has been explained by taking into account recrystallization processes when the insulation is isothermally polarized. During recrystallization, the new crystalline fraction grows in a polarized state due to the applied electric field, and it causes the depolarization current when it melts during the TSDC measurement. Results obtained from different experiments are consistent with this assumption. With the aim to find out the origin of other TSDC peaks present in the spectrum of XLPE cable samples, IDC has been used as complementary technique. IDC currents obtained from as-received cable samples at temperatures close to service conditions can be considered as the combination of two different contributions: a power law current and a stretched exponential contribution. The last relaxation process has been successfully associated with with a TSDC peak found at 95ºC. By this way the dipolar origin of the peak has been determined. Finally, PEA measurements have provided the space charge distribution profiles of polarized samples with different annealings. A transient behavior has been observed in both PEA and TSDC measurements. However, no straightforward relation between TSDC discharges and space charge detected by PEA can be established. Therefore, an explanation for TSDC curves has been proposed, which considers mechanisms that are not noticeable in charge profiles obtained by PEA.