Mejora de inercia térmica de mezclas de SEBS mediante la adición de materiales con cambio de fase (PCMS) a 28ºC

Publicado en 3C Tecnología – Nº 1

Autores

David Juárez Varón
Santiago Ferrándiz Bou
Octavio Fenollar Gimeno
Vicente Fombuena Borrás
Rafael Balart Gimeno

Resumen

Se han empleado en este trabajo materiales microencapsulados con cambio de fase (PCMs) con el objetivo de mejorar la inercia térmica en una matriz elastomérica de estireno-etileno/butileno-estireno (SEBS). La cantidad de PCM ha variado entre los porcentajes en peso de 1-10% y estos materiales han sido procesados mediante moldeo por inyección convencional sin degradación del PCM. Se ha llevado a cabo una caracterización mecánica de los compuestos de SEBS-PCM y los resultados obtenidos muestran un buen mantenimiento de las propiedades resistentes y dúctiles para cantidades de PCM comprendidas en un rango entre el 1-5 % en peso. El análisis SEM ha puesto de manifiesto la buena interacción entre microcápsulas PCM y la matriz de SEBS, aspecto crítico para obtener un buen rendimiento mecánico. El efecto de la adición de PCM en la inercia térmica ha sido evaluada mediante termografía infrarroja activa, mostrando un efecto notable en la regulación térmica del SEBS en el intervalo de temperatura cercano al punto de fusión del PCM (28 °C). Este efecto de termorregulación es más preciso a medida que aumenta el contenido de PCM. Además, se han construido curvas de enfriamiento con el fin de cuantificar el efecto de inercia térmica en un proceso de enfriamiento.

Abstract

In this work, microencapsulated phase change materials (PCMs) with a melting temperature of 28 ºC have been used to improve thermal inertia phenomena on an elastomeric matrix of styrene-ethylene/butylenes-styrene (SEBS) material. The amount of PCMs has varied in the 1-10 wt. % and these materials have been processed by conventional injection molding without PCM degradation. Mechanical characterization of SEBS-PCM compounds has been carried out and the obtained results show good maintenance of both resistant and ductile properties for PCM amounts comprised in the 1-5 wt. % range. SEM analysis has revealed good interaction between PCM microcapsules and SEBS matrix which is a critical aspect to obtain good mechanical performance. The effect of PCM addition on thermal inertia has been evaluated by active infrared thermography, showing a remarkable effect on thermal regulation of SEBS in the temperature range close to the melting point of the PCM (28 ºC). This thermoregulation effect is more accurate as the PCM content increases. Also, cooling curves have been constructed in order to quantify the thermal inertia effect in a cooling process.

Artículo

Palabras clave

SEBS, materiales con cambio de fase (PCM), termográfica infrarroja (TIR), inercia térmica.

Keywords

SEBS, phase change materials (PCM), infrared thermography (TIR), thermal inertia.