Synthesis of novel polymeric materials for high-performance and 3d printing applications
Els polímers avançats, més enllà de posseir un rol crític al nostre dia a dia, són responsables de donar forma a les potencials innovacions i descobriments del futur. Els darrers tres anys de treball, resumits en aquesta tesi, han estat dirigits a incrementar el coneixement sobre diferents polímers...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/675238 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/675238 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Polímers avançats Polímeros avanzados Advanced polymers Materials auto-reparables Materiales auto-reparables Self-healing materials Manufactura aditiva Additive manufacturing Ciències Experimentals 54 |
| Sumario: | Els polímers avançats, més enllà de posseir un rol crític al nostre dia a dia, són responsables de donar forma a les potencials innovacions i descobriments del futur. Els darrers tres anys de treball, resumits en aquesta tesi, han estat dirigits a incrementar el coneixement sobre diferents polímers avançats i les seves tecnologies d’aplicació, amb els objectius d’expandir les fronteres del coneixement humà, així com apropar aquests descobriments a la seva possible aplicació industrial i així generar un impacte real en la nostra vida diària. Aquesta tesi ha estat dividida en sis capítols, englobant primer, una descripció general dels polímers, la seva classificació, els mecanismes de reacció típics en la química de polímers, les principals diferències respecte del seu comportament tèrmic i una exemplificació de la versatilitat dels polímers mitjançant una introducció als poliuretans. Addicionalment, en aquest capítol s’explica el concepte de polímers avançats amb un èmfasi especial en els polímers auto-reparables i en la fabricació additiva com a tecnologia transversal per a l’aplicació de polímers. En darrer lloc, s’ofereix una petita revisió sobre perquè aquests polímers i tecnologies representen una eina capital per a futures aplicacions tecnològiques i les seves necessitats actuals. Al segon capítol es resumeixen i presenten els objectius de la tesi. El tercer capítol està dedicat al desenvolupament d’un innovador sistema d’auto-reparació capaç de treballar a temperatures molt baixes destinat a camps d’alta exigència, com per exemple aplicacions aeronàutiques, aeroespacials, automobilístiques o eòliques. La investigació principal es resumeix en una revista científica publicada sota el DOI: 10.1016/j.compositesa.2021.106335 i un factor d’impacte de 7.664. Es va estudiar la selecció dels agents de reparació, la seva proporció, el catalitzador òptim, la síntesi de les microcàpsules, la dispersió de tot el sistema en resines epoxi comercials i, finalment, l’eficiència global d’auto-reparació. Al quart capítol es detalla l’estudi de la relació estructura-propietats dins de la síntesi de polímers híbrids de poliuretà-acrilat (PUA). Encara que l’objectiu final i d’aquests polímers és el seu ús com a nou material tou per a aplicacions d’impressió 3D al camp de la salut, la biblioteca generada té el potencial de fer-se servir en qualsevol camp on es pugui aplicar PUA. L’estudi sobre la síntesi i caracterització de polímers s’ha publicat en una revista revisada per parells amb el títol “Síntesi d’híbrids d’acrilat de poliuretà curable per UV amb duresa ajustable i propietats viscoelàstiques sota demanda”, DOI: 10.1039/D2MA00228K. A més, el seu ús com a material d’impressió 3D versàtil també s’ha demostrat al projecte QuirofAM cofinançat per ACCIÓ i la Unió Europea a través del Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER) amb la subvenció COMRDI16-1-0011-03. Al cinquè capítol es presenta un resum dels avenços més destacats generats en una plataforma de bioimpressió 3D d’última generació. El focus principal de la plataforma desenvolupada és troba dirigit cap a la fabricació en grans quantitats de models cel·lulars. Els desenvolupaments detallats es van produir durant una estada de 6 mesos en una empresa australiana (Inventia Life Sciences) durant el transcurs del programa de doctorat. Finalment, al sisè capítol, es presenten les conclusions del treball realitzat en aquesta tesi per brindar una visualització dels avenços generals i de l’impacte generat a través de la present investigació. |
|---|