Understanding the production process of nanocellular polymers based on pmma driven by a homogeneous nucleation

Résumé

Los polímeros nanocelulares han atraído la atención en los últimos años de grandes multinacionales y prestigiosos centros de investigación. Esto es así debido a que su estructura celular con tamaños de celda en el rango nanométrico hace que estos materiales tengan unas propiedades muy interesantes. Entre las más destacables, los polímeros nanocelulares presentan una conductividad térmica reducida, unas propiedades mecánicas mejoradas en comparación con espumas de mayor tamaño de celda, y pueden presentar transparencia si el tamaño de celda está por debajo de los 50 nm. La aparición de estos materiales data de unos 15 años atrás siendo por tanto unos materiales jóvenes que requieren de mucha investigación para su desarrollo y evolución. Esta tesis se centra en el estudio de la fabricación de materiales nanocelulares en base polimetilmetacrilato (PMMA) a través de nucleación homogénea. El principal objetivo ha sido el estudio de la influencia del proceso de fabricación, el espumado por disolución de gas, en la estructura celular de los materiales fabricados. Para ello se han modificado por una parte todos los parámetros de proceso analizando tras ello los materiales obtenidos, y por otro lado se ha modificado el tipo de PMMA utilizado, siendo posible determinar la dependencia tanto del proceso como de las propiedades del polímero usado en la estructura celular del material obtenido. Además, se ha modificado el proceso de espumado por disolución de gas en si mismo, introduciendo algunas modificaciones que han permitido la fabricación de materiales nanocelulares con características mejoradas. Con todo ello ha sido posible el estudio de los mecanismos de espumado y se ha reforzado así el conocimiento sobre la relación entre el proceso de producción y las características de los materiales obtenidos para la fabricación de materiales nanocelulares homogéneos. Este mejor conocimiento permite un mejor control en la producción de estos materiales. Por otra parte, se han estudiado las propiedades ópticas, mecánicas y térmicas de los polímeros nanocelulares bajo estudio, estableciendo la relación proceso-estructura-propiedades para polímeros nanocelulares producidos a través de nucleación homogénea en el espumado por disolución de gas.