Modelizado molecular de nanocomposites de matriz polimérica reforzados con nanotubos de carbono

Abstract

El objetivo de la Tesis es estudiar el comportamiento interfacial de nanotubos de carbono embebidos en una matriz polimérica mediante el uso de herramientas de modelizado molecular. Para ello se modelizan en primer lugar los nanotubos funcionalizados y se estudian sus propiedades elásticas. Posteriormente, se plantea el estudio de la influencia de las propiedades geométricas de los nanotubos en el cálculo de la resistencia interfacial de cizalladura. Los resultados obtenidos para distintas longitudes se usan por primera vez en el caso de simulaciones moleculares como datos de entrada para un modelo de shear-lag, siguiendo la metodología de los ensayos experimentales de pull-out. Esta aproximación, no ha sido abordada con anterioridad en la literatura mediante simulaciones moleculares y permite por una parte entender las diferencias de los valores en literatura y por otra calcular propiedades que estaban fuera del alcance de las aproximaciones previas, tales como la resistencia máxima de cizalladura de la interfase, el valor del módulo de cizalladura de la matriz en las proximidades del nanotubo, y el parámetro ¿ que sirve como medida de la eficiencia en la transferencia de carga. Finalmente, se utilizan nanotubos funcionalizados y los módulos de Young calculados 2, para aplicar la metodología combinada de simulación molecular/teoría de shear-lag en nanotubos funcionalizados con distintos grupos funcionales y en distintos porcentajes de funcionalización, con el objetivo de analizar los mejores candidatos de entre los estudiados, para actuar como refuerzo de la matriz polimérica.