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Desarrollo de materiales magnéticos a base de mezclas de polímeros y cargas minerales especiales
PIO SIFUENTES GALLARDO
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Doctorado en tecnología de polímeros
Los polímeros no son magnetizables intrínsecamente. Para modificar sus propiedades magnéticas es necesario agregar una o más cargas con estas características, como se realizó durante el presente trabajo de investigación, en el cual se prepararon materiales compuestos magnetizables, que están constituidos por una matriz polimérica y uno o dos tipos de materiales magnetizables. Estos materiales compuestos se dividieron para su estudio en tres tipos: isotrópicos, híbridos y anisotrópicos (o campo-estructurados). Para obtener los materiales compuestos isotrópicos se meció PVC plastificado con partículas de ferrita de estroncio utilizando un mezclador interno miniatura. Este proceso se utilizó también para preparar los materiales compuestos híbridos, mezclando LLDPE con partículas de ferrita de estroncio y la aleación de Neodimio—Fierro-Boro (Nd 2Fe14B). Ambos tipos de materiales compuestos se prepararon a diferentes concentraciones de carga. Los materiales compuestos campo-estructurados se obtuvieron por el proceso de moldeo por inyección reactiva (RRIM) en el cual los materiales reaccionan en el molde, donde se aplicó el campo magnético para orientar las partículas. Para estos materiales compuestos se utilizó PU como matriz polimérica con 50 % de partículas de Nd2Fe14 B. Las partículas de ferrita y Nd2Fe14B fueron previamente caracterizadas. Se caracterizaron las propiedades reológicas, magnéticas y mecánicas de los tres tipos de materiales compuestos obtenidos. La viscosidad de los materiales compuestos isotrópicos se incrementó con el aumento en el contenido de carga. La magnetización de saturación y remanente aumentaron de forma lineal, mientras que la coercitividad intrínseca disminuyó de la misma manera. Los valores de dureza Shore "D", módulo de almacenamiento tensil y módulo de Young, se incrementaron con el contenido de carga, este último ajustándose a la ecuación propuesta por Guth y Goid. Con relación a los materiales compuestos híbridos la viscosidad se incrementó con el contenido de los dos tipos de cargas.
El torque se incrementó en los materiales compuestos con más altas concentraciones de carga (región estable), cambio que fue atribuido a un rompimiento 2 de partículas de ferrita. Todos estos materiales compuestos presentaron buena procesabilidad. También presentaron un comportamiento lineal de la magnetización de saturación y remanente como función del contenido de carga magnetizable. Estos parámetros aumentaron por el incremento de la ferrita, pero disminuyeron a concentraciones mayores al 50 % de Nd 2Fe14B debido a una orientación de estas partículas, que se caracterizaron en dirección perpendicular al campo. La orientación se ocasionó por el flujo del material compuesto durante el proceso de moldeo por compresión. Los valores de magnetización de saturación y remanente de los materiales compuestos LLDPE-Ferrita y LLDPE- Nd2Fe14 B, calculados por suma directa, fueron superiores a los obtenidos para los materiales compuestos híbridos con iguales cantidades de los dos tipos de cargas. Esto se atribuyó a la orientación de partículas de Nd 2Fe14B que se caracterizaron perpendicularmente al campo magnético aplicado. Los valores obtenidos para el módulo de Young y dureza se incrementaron con el contenido de carga para todos los materiales compuestos. Finalmente, en los materiales compuestos anisotrópicos o campo-estructurados (FSC's) las partículas se orientaron en la dirección del campo aplicado, incrementando por consecuencia los valores de magnetización caracterizados en esta dirección. El módulo de Young se incrementó con el aumento en el contenido de carga, y también fue menor para el material compuesto con partículas orientadas en dirección transversal al eje longitudinal de la probeta.
2001
Tesis de doctorado
QUÍMICA
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