Design and validation of experimental methods for probing foam formation dynamics and cellular structure

Resumen

La presente tesis se centra en el desarrollo de nuevas técnicas experimentales para estudiar la relación proceso-estructura-propiedades en las espumas poliméricas. Para alcanzar este objetivo se estudiaron principalmente espumas de poliuretano rígido (RPU). Se han desarrollado metodologías que permiten investigar la síntesis de las espumas de RPU desde puntos de vista complementarios, reológico, fisicoquímicos y estructural. Para validar el potencial de los métodos se ha estudiado de forma sistemática el efecto de distintas concentraciones de catalizador y agente espumante en la síntesis de estas espumas. Como resultado de esta investigación se han podido obtener nuevos métodos de caracterización a nivel de laboratorio del proceso de síntesis, basados en Análisis Mecánico Dinámico (DMA), Reología de Cizalla, así como tomografía y radioscopía de rayos X. Además, el desarrollo y aplicación de estas técnicas ha permitido comprender el efecto de partículas micrométricas de Aerogel de Silice en la síntesis, estructura celular y propiedades de aislamiento térmico de espumas de RPU reforzadas con dichas partículas. La evaluación conjunta de las cinética de reacción, desarrollo de la matriz polimérica y de la estructura celular de las espumas de RPU ha permitido identificar vías para la mejora y optimización futura de materiales compuestos de RPU-Aerogel con gran potencial para sustituir a los aislantes térmicos tradicionales. La presente tesis es parte de las actividades de investigación desarrolladas en el Laboratorio CellMat del Departamento de Física de la Materia Condensada de la Universidad de Valladolid y ha sido supervisada por el Prof. Dr. Miguel Ángel Rodríguez-Pérez, director de este laboratorio y catedrático de la Universidad de Valladolid. Esta tesis se ha escrito como compendio de ocho publicaciones, cinco de las cuales ya han sido publicadas en revistas internacionales. Además, esta tesis reúne los requerimientos para ser acreditada con Mención Internacional.