Degradación térmica de nanocomposites TEOS/resol y y-APS/resol
Thermal degradation of TEOS/resol and y-APS/resol nanocomposites

D. Soriano, A. Mazo, J. Rubio, F. Rubio, J. L. Oteo
2006 Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio  
En este trabajo se ha estudiado la degradación térmica de nanocomposites resol-alcóxido (TEOS o APS) preparados mediante el proceso sol-gel. Esta degradación se ha caracterizado tanto mediante estudios cinéticos (Energía de Activación, orden de reacción y factor pre-exponencial) como por estudios degradativos (IPDT, IDT). En todos los casos la base de estudio han sido los termogramas realizados a distintas velocidades. Los valores de las energías de activación encontrados han sido similares a
more » ... nocomposites recogidos en la bibliografía (con valores comprendidos entre 100 y 200 kJ.mol -1 ). Por otro lado, los órdenes de reacción han estado comprendidos entre 1,5 y 3,0 dependiendo del método utilizado y del nanocomposite analizado. Los valores de IPDT para todos los nanocomposites han sido superiores a 500 ºC llegando en algunos casos a los 650 ºC. Finalmente se han calculado los valores del tiempo de vida media para una temperatura de 505 ºC y una degradación del 95% del nanocomposite, habiéndose alcanzado valores superiores a los 1100 minutos. Todos estos resultados se han correlacionado con los espectros IR en los que se ha observado que las mayores resistencias se alcanzan en aquellos nanocomposites en los que la resina interacciona con las partículas del alcóxido. Palabras clave: Nanocomposites, resol, TEOS, APS, degradación térmica, cinética. Thermal degradation of TEOS/resol and γ-APS/resol nanocomposites The thermal degradation of TEOS-resol and APS-resol nanocomposites prepared by the sol-gel process has been studied in this work. Kinetic studies based on activation energies, reaction orders and pre-exponential factors as well as degradation analysis based on IPDT and IDT have been used in this work. For such studies thermograms at different heating velocities have been used. Activation energies between 100 and 200 kJ.mol -1 have been obtained in this work. Such values are of the same order as those found in the literature. On the other hand reaction orders vary between 1,5 and 3,0, depending on the nanocomposite analysed and the procedure used. At the same time IPDT values have been always higher than 500 ºC reaching values close to 650 ºC in some cases. Finally half life times calculated at a degradation temperature of 505 ºC and conversions of 95% have reached 1100 minutes for the best nanocomposites. All of these results have been correlated with IR spectra showing that those nanocomposites where resol molecules react with hydrolysed TEOS or APS they give the high degradation resistance. Las actuales demandas de materiales de altas prestaciones requieren el continuo desarrollo de nuevos composites que presenten una mayor resistencia a la oxidación y que, por lo tanto, se pueda prolongar el tiempo de vida útil de los composites utilizados hoy en día. En este sentido en los últimos años se ha llevado cabo toda una serie de modificaciones en los que podríamos denominar como composites clásicos, modificaciones que se han basado en la incorporación de nuevos tipos de rellenos inorgánicos tales como nanoparticulas esféricas y no esféricas, nanotubos y nanofibras de carbono, etc., así como también se han desarrollado composites con nuevas disposiciones tales como las multicapas, capas función gradiente, etc., todo ello, como ya se ha comentado, con el fin de mejorar el comportamiento térmico y mecánico de los composites (1-5). La incorporación de nanopartículas inorgánicas en matrices clásicas utilizadas en los comúnmente denominados composites se ha llevado a cabo bien por adición de tales nanopartículas directamente a la resina (matriz del composite) o bien por medio de reacciones químicas entre la resina y moléculas de alcóxidos de silicio u otros alcóxidos metálicos. Este último procedimiento es el conocido como proceso solgel (6). Los materiales así conseguidos son los denominados bol. Soc. Esp. Ceram. V., 45 [6] 379-388 (2006)
doi:10.3989/cyv.2006.v45.i6.265 fatcat:t7khbzqzezccdgjmfjxqzpjh6y