Desarrollo de materiales compuestos a partir de prepregs para aplicaciones aeroespaciales de alta temperatura

Abstract

Los compuestos de resinas fenólicas reforzadas con fibras de carbono han sido ampliamente utilizados en la industria aeroespacial por sus propiedades como materiales estructurales y su alta resistencia a la temperatura y a la ablación. Las características ablativas de las estas resinas se deben a que al quemarse, se crea una capa carbonosa aislante que protege al resto del material. En este trabajo se sintetizó resina fenólica con una relación molar formaldehído/fenol de 1.3 en medio básico y se caracterizó según su cinética y reología. Se obtuvieron prepregs (de fibra de carbono y resina fenólica, y de fibra de carbono y resina fenólica modificada en un 5% p/p con bentonita) por moldeo manual asistido por vacío. Al caracterizarlos se obtuvieron mejores propiedades en cuanto al tack y la rigidez en los prepregs modificados. A partir de los prepregs se procesaron materiales compuestos simulando la utilización de un autoclave con una prensa calefaccionada. Los materiales compuestos obtenidos fueron caracterizados mediante ensayos mecánicos y de resistencia al fuego. En lo referente a las propiedades mecánicas, los resultados obtenidos de los materiales compuestos sin modificar fueron superiores, tanto el módulo como la resistencia en flexión. En cuanto a la resistencia al fuego, los materiales compuestos modificados presentan menor desprendimiento de calor y a tiempos mayores que los materiales sin modificar, propagan menos el calor y la llama. Sin embargo, la velocidad y producción total de humos es mayor. Al comparar los resultados obtenidos en el cono calorimétrico con los resultados de materiales tradicionalmente utilizados en la industria aeroespacial, se encontró que los materiales desarrollados son muy superiores a los de referencia.