Dissertation/ Thesis
Desenvolupament de matrius polimèriques i biocompòsits entrecreuables per aplicació en impressió 3D
| Τίτλος: | Desenvolupament de matrius polimèriques i biocompòsits entrecreuables per aplicació en impressió 3D |
|---|---|
| Συγγραφείς: | Pagés-Llobet, Antoni |
| Συνεισφορές: | University/Department: Universitat de Girona. Departament d'Enginyeria Química, Agrària i Tecnologia Agroalimentària |
| Thesis Advisors: | Méndez González, José Alberto, Oliver Ortega, Helena |
| Πηγή: | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Στοιχεία εκδότη: | Universitat de Girona, 2026. |
| Έτος έκδοσης: | 2026 |
| Φυσική περιγραφή: | 253 p. |
| Θεματικοί όροι: | Bioplàstics, Bioplásticos, Bioplastics, Impressió 3D, Impresión 3D, 3D printing, Biocompòsits, Biocompuestos, Biocomposites, Material intel·ligent, Material inteligente, Smart material, Material autoreparador, Self-healing material |
| Περιγραφή: | ENG- The mass production and deficient management of fossil-based polymers represent a critical threat to global sustainability, driving the search for viable alternatives within the framework of the circular economy. In this scenario, poly(lactic acid) (PLA) stands out as one of the most promising bioplastics thanks to functional properties comparable to those of petrochemical polymers and its optimal processability via fused deposition modeling (FDM). However, the deployment of this additive manufacturing technique in engineering applications is limited by the porosity and marked structural anisotropy of the parts, caused by layer-by-layer deposition. As a consequence, the durability and mechanical integrity of the parts are compromised, relegating the technology to conceptual prototyping. To overcome this barrier, this doctoral research addresses one of today's most innovative chemical pathways: endowing PLA with a self-healing nature based on dynamic covalent bonds. The central axis of this work has been the synthetic incorporation of a coumarin derivative into the molecular structure of PLA. In a first stage, ultraviolet irradiation and thermal treatment induce the photocrosslinking of the polymeric chains, drastically improving the thermal, rheological, and mechanical properties, as well as the dimensional stability of the material. Subsequently, upon the appearance of defects, the inherent reversibility of the coumarins allows the bonds to break in a controlled manner and, upon reapplication of the treatment, redimerize to reconnect the chains, successfully restoring the functionality of the FDM parts. As a synergistic complement, the research proposes reinforcing the system using dyed cellulosic fibers, optimizing the overall performance of the matrix. In conclusion, the development of these materials represents a key advancement toward consolidating PLA as a real and sustainable alternative to fossil polymers, promoting the use of FDM technology for the manufacturing of end-use parts |
| Description (Translated): | CAT- La producció massiva i la gestió deficient dels polímers d’origen fòssil representen una amenaça crítica per a la sostenibilitat global, fet que impulsa la cerca d’alternatives viables dins el marc de l’economia circular. En aquest escenari, el poli (àcid làctic) (PLA) destaca com un dels bioplàstics més prometedors gràcies a unes propietats funcionals comparables a les dels polímers petroquímics i a la seva òptima processabilitat mitjançant el modelatge per deposició fosa (FDM). No obstant això, el desplegament d'aquesta tècnica de manufacturació additiva en aplicacions d’enginyeria es troba limitat per la porositat i la marcada anisotropia estructural de les peces, causades per la deposició capa per capa. Com a conseqüència, la durabilitat i la integritat mecànica de les peces es veuen compromeses, relegant la tecnologia al prototipatge conceptual. Per superar aquesta barrera, aquesta investigació doctoral aborda una de les vies químiques més innovadores actuals: dotar al PLA d'una naturalesa autoreparadora basada en enllaços covalents dinàmics. L’eix central del treball ha estat la incorporació sintètica d'un derivat de la cumarina a l’estructura molecular del PLA. En una primera etapa, la irradiació ultraviolada i el tractament tèrmic indueixen el fotoentrecreuament de les cadenes polimèriques, millorant dràsticament les propietats tèrmiques, reològiques, mecàniques i l'estabilitat dimensional del material. Posteriorment, davant l’aparició de defectes, la reversibilitat inherent de les cumarines permet que els enllaços es trenquin de forma controlada i, en aplicar de nou el tractament, redimeritzin per reconnectar les cadenes, restaurant la funcionalitat de les peces FDM. Com a complement sinèrgic, la investigació planteja el reforç del sistema mitjançant fibres cel·lulòsiques tenyides, optimitzant el rendiment global de la matriu. En conclusió, el desenvolupament d’aquests materials representa un avenç clau per consolidar el PLA com una alternativa real i sostenible als polímers fòssils, impulsant l’ús de la tecnologia FDM per a la fabricació de peces finals Programa de Doctorat en Tecnologia |
| Τύπος εγγράφου: | Dissertation/Thesis |
| Περιγραφή αρχείου: | application/pdf |
| Γλώσσα: | Catalan; Valencian |
| Σύνδεσμος πρόσβασης: | https://hdl.handle.net/10803/698427 |
| Rights: | L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edstdx.10803.698427 |
| Βάση Δεδομένων: | TDX |
| Η περιγραφή δεν είναι διαθέσιμη |