Comportamiento PTC en composites de nanofibras de carbono obtenidos mediante tecnologia tape casting

Abstract

La idea original de este proyecto surge del departamento de investigación y desarrollo de la empresa Francisco Albero S.A.U., de aquí en adelante FAE, la cual con una antigüedad de más de 50 años, es especialista en el recambio eléctrico del automóvil. Su departamento de materiales avanzados se dedica a la investigación y desarrollo de materiales innovadores que puedan tener aplicación en el sector del automóvil. Para ello utilizan una tecnología conocida como "tape casting" con la cual se obtienen sustratos flexibles de base polimérica cargados con partículas de tipo cerámicas, metálicas, carbonosas etc. En colaboración con Grupo Antolín Ingeniería se plantea la idea de utilizar nanofibras de carbono para desarrollar composites poliméricos mediante la tecnología de FAE. El objetivo es utilizar estos composites como elemento calefactor dentro del sector del automóvil en aplicaciones tales como espejos retrovisores, asientos, volantes etc. No obstante, desde un punto de vista de mercado para que este material sea competitivo con los sistemas de calefacción existentes, éste ha de presentar un comportamiento eléctrico determinado conocido como fenómeno PTC (Positive Temperature Coefficient). El cual consiste en un aumento exponencial de la resistividad al llegar a una temperatura específica, este comportamiento le confiere la particularidad de ser un material autorregulable (limitador de corriente). Para conseguir el objetivo del proyecto se ha trabajado de manera experimental en la sala blanca del departamento de investigación de FAE, mediante la tecnología del tape casting se han preparado composites de nanofibras de carbono con diferentes matrices poliméricas. Paralelamente se ha realizado un estudio bibliográfico sobre el comportamiento PTC, se ha buscado información sobre qué materiales lo presentan y como caracterizarlo. Tras un extenso programa de experimentos y caracterizaciones que han incluido DSCs, DRXs, ensayos en cámara climática, voltaje vs intensidad se ha determinado que la matriz de óxido de polietileno es la más apropiada para obtener efecto PTC en composites preparados por tape casting. Finalmente se ha conseguido desarrollar espejos retrovisores a los cuales actualmente se les están haciendo diferentes pruebas y ensayos de vida para demostrar su utilidad en el mercado.