[en] In the current environmental context, the development of eco-friendly heating/cooling technology and the recycling of waste plastics are becoming two crucial societal and industrial challenges. Natural rubber (NR) is a promising material for heating/cooling applications due to its unique strain induced crystallization (SIC) ability, buts its resulting elastocaloric properties must be improved. The aim of this project is to develop NR based composites incorporating ground tire rubber (GTR) to tentatively promote the elastocaloric effect. The materials were prepared by blending in an internal mixer and vulcanized using dicumyl peroxide (DCP) as crosslinking agent. The vulcanization time was investigated using an ex-situ method (swelling at various curing times) and an in-situ method (dynamic vulcanization), both suggesting an optimized vulcanization time of 5 minutes at 170 °C. Using these curing characteristics, series of rubber composites were designed and geometry parameters (specimen thickness), materials parameters (GTR, DCP content) and loading conditions (slow and fast strain rate) were investigated to propose optimized elastocaloric materials. Both tensile tests at slow (0.11 s-1 ) and fast strain rate (3.33 s-1 ) suggest an increase of the tensile modulus, large strain reinforcement and strain at fail while decreasing the specimen thickness, that we attributed to a higher degree of crosslinking and a more homogeneous curing. The presence of the GTR (up to 30 wt.%) were found to also increase both the elastic modulus and large strain reinforcement due to the reinforcing effect of the GTR particles that contain carbon black aggregates and their possible nucleating effect on SIC in the NR matrix. Such ability had been evidenced by performing fast strain rate tests near adiabatic conditions, where the heating/cooling were measured by using an infrared camera during tensile loading. Indeed, the presence of GTR was found to increase the temperature span of 6% and the heating during loading of 30% as compared to NR, that was partly ascribed to the enhanced SIC. The use of both natural and recycled materials makes these elastocaloric composites promising eco-friendly alternative solution to heating/cooling technology.

[es] En el contexto medioambiental actual, el desarrollo de tecnologías ecológicas de calefacción/refrigeración y el reciclaje de residuos plásticos se están convirtiendo en dos desafíos sociales e industriales cruciales. El caucho natural (NR) es un material prometedor para aplicaciones de calefacción/refrigeración debido a su capacidad única de cristalización inducida por tensión (SIC), pero sus propiedades elastocalóricas resultantes deben mejorarse. El objetivo de este proyecto es desarrollar compuestos basados en NR que incorporen caucho de neumático molido (GTR) para promover el efecto elastocalórico. Los materiales se prepararon usando un mezclador interno y se vulcanizaron con peróxido de dicumilo (DCP). El tiempo de vulcanización se determinó utilizando dos métodos: ex situ (hinchamiento en varios tiempos de curado) e in situ (vulcanización dinámica). En ambos casos se determinó un tiempo de vulcanización optimizado de 5 minutos a 170 °C. Con estas características de curado, se diseñaron series de compuestos de caucho y se investigaron diferentes parámetros: geométrico (espesor de la muestra), de composición (contenido de GTR y DCP), así como las condiciones de ensayos de tracción (velocidad de deformación lenta y rápida) para optimizar sus propiedades elastocalóricas. Los ensayos de tracción a velocidad de deformación lenta (0,11 s-1 ) y rápida (3,33 s-1 ) sugieren un aumento del módulo de tracción, del refuerzo a largas deformaciones y de la deformación a ruptura durante la reducción del espesor de la muestra, lo que se atribuye a un mayor grado de reticulación y un curado más homogéneo. Se encontró que la presencia de GTR (hasta 30% en peso) aumenta tanto el módulo elástico como el refuerzo a largas deformaciones debido al efecto reforzante de las partículas de GTR que contienen agregados de negro de humo y su posible efecto de nucleación sobre la SIC en la matriz de NR. Esta capacidad se demostró realizando ensayos de tracción a velocidad rápida, cerca de condiciones adiabáticas, en las que se midió el calentamiento/enfriamiento con una cámara infrarroja. La presencia de GTR aumentó 6% la amplitud de temperatura (temperature span) y 30% el calentamiento durante tracción en comparación con el NR, lo que se atribuyó en parte a la mejora de la SIC. El uso de materiales naturales y reciclados hace de estos compuestos elastocalóricos una alternativa ecológica a la tecnología de calefacción/refrigeración.