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8/16/2019 Propiedades_de_los_polimeros_metodos_y_e.docx

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Los pol meros #idrocarbonos, polietileno, poliestireno, polipropileno muestranaltos alores.

'lgunas constantes dieléctricas

4ac o $&etróleo *,< apro".&olitetra!uoroetileno *,<&oliestireno *,@&4+ r gido 9-@

Propiedades ópticas.

Las propiedades ópticas están ntimamente inculadas con la estructuramolecular. Las propiedades ópticas tienen su gran importancia para lapresentación en muc#os de los productos.

Densidad óptica

La densidad óptica es el grado de opacidad de cualquier medio transl'cido,algunas eces e"presadas como el logaritmo de la opacidad.La densidad optica es medida mediante dispositi os llamados dens metros.Eldensitómetro es básicamente una fuente de luz que apunta a una celdafotoel8ctrica, que determina la densidad de la muestra a partir de diferenciasen las lecturas. Los densitómetros modernos tienen además electrónicaintegrada para mejorar las lecturas.E"isten dos tipos de dens metros:-Bensitómetros por transmisión, que miden materiales transparentes.-Bensitómetros por re!e"ión, que miden la luz re!ejada desde una super cie.1lgunos tipos de densitómetros tienen la capacidad de realizar ambos tipos demedición

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-ens$metro óptico

8pacidadLa opacidad de un material es la in#abilidad de transmitir luz, teniendo unatransmitancia de luz de cero (


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#spectro+otómetro

8palescencia La opalescencia es la limitada claridad de isión a tra 8s de una #oja deplástico transparente y a cualquier ángulo. En plásticos, con una luzligeramente coloreada parece opalino.

Propiedades am2ientales

Los plásticos se encuentran en cualquier conte"to (ambiente) 1ntes de dise arun producto y deben conocer o probar la resistencia de los materiales en

condiciones se eras del ambiente.Degradación de los polímeros

La degradación de los pol meros conduce a una modi cación de la estructuraoriginal debido a la rotura de los enlaces en las cadenas principales o en losgrupos laterales, moti ados por acciones qu micas o f sicas. Las causasqu micas son la #idrólisis y la o"idación0 las f sicas corresponden a los efectosde radiaciones, calor o fuerzas mecánicas. Estas 'ltimas atacan puntoslocalizados y espec cos de la cadena polim8rica.El en ejecimiento y deterioro de los pol meros se deben a procesossimultáneos y no controlados, siendo el más importante la foto o"idación. Laacción de la luz conduce a una disminución del peso molecular, una ariaciónde la distribución de los pesos moleculares, fenómenos de rami cación yreticulado y cambios en la cristalinidad.

6odo ello conduce a una modi cación de las propiedades mecánicas, condisminución de la resistencia a la tracción, alargamiento o impacto, conaumento de la fragilidad.La degradación del pol mero dependerá de su estructura molecular, tiempo ylugar de e"posición y geometr a del objeto.

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&ara e itar la degradación o en ejecimiento se emplean materialesestabilizadores, siendo los más comunes los in#ibidores o absorbedores derayos ultra ioletas, los antio"idantes y antiozonantes y los pigmentos.El negro de #umo asegura buena protección contra los rayos %4, pero tiene elincon eniente de pigmentar de negro.

Deterioro de un plástico por el medio am2iente

La acción del tiempo atmosf8rico sobre los materiales plásticos abarca lae"posición a luz solar y ultra ioleta, temperatura, o"igeno, #umedad, nie e,

iento, pol o atmosf8rico, agentes qu micos y biológicos, como ser el [smog[,aparte de medio ambientes industriales y a nes.

Deterioro arti$cial

Es el proceso que e"pone a los materiales en el laboratorio a continuas orepetidas condiciones ambientales encontradas en el e"terior en camarasespecialmente acondicionadas. Esas condiciones son usualmente intensi cadaspara reducir el tiempo requerido para lograr resultados signi cati os. Seutilizan aparatos, que incluyen intensa radiación ultra ioleta, pul erizacionesde agua y temperaturas de #asta @


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La biodegradación es la gradual rotura de los plásticos por organismos i oscomo bacterias, #ongos y le aduras. 7uc#os de los plásticos com'nmenteusados son esencialmente no biodegradables, mostrando limitadasusceptibilidad a la asimilación por los microorganismos.El creciente 8nfasis respecto al medio ambiente y a los desec#os plásticos #aestimulado la in estigación para lograr la biodegrabilidad luego de undeterminado per odo de tiempo.

;nsayos aplicados< descripción

;nsayos para propiedades mecánicasSe #abla muc#o de pol meros [resistentes[ (o [fuertes[), [tenaces[ y #asta[d'ctiles[. La resistencia, la ductilidad y otras son propiedades mecánicas.

Resistencia

La resistencia es una propiedad mecánica que se puede relacionaracertadamente, pero no se sabr a con e"actitud qu8 signi ca la palabra[resistencia[ cuando se trata de pol meros. En primer lugar, e"isten arios tiposde resistencia. Está la resistencia a la tracción. %n pol mero tiene resistencia ala tracción si soporta cargas a"iales que tienden a alargarlo.

La resistencia a la tracción es importante para un material que a a ser

estirado o a estar bajo tensión. Las bras necesitan tener buena resistencia ala tracción.

Luego está la resistencia a la compresión. %n pol mero tendrá resistencia a lacompresión si soporta cargas a"iales que tienden a compactarlo.

El concreto es un ejemplo de material con buena resistencia a la compresión.+ualquier cosa que deba soportar un peso encima, debe poseer buenaresistencia a la compresión.

6ambi8n está la resistencia a la !e"ión. %n pol mero tiene resistencia a la!e"ión si es capaz de soportar cargas que pro oquen momentos !ectores en susección trans ersal.

E"isten otras clases de resistencia de las que se podr a #ablar. %n pol merotiene resistencia a la torsión, si es resistente cuando en su sección trans ersalact'an momentos torsores. 6ambi8n está la resistencia al impacto (tenacidad).%na muestra tiene resistencia al impacto si es fuerte cuando se la golpeaagudamente de repente, como con un martillo.

&ara de nir lo que signi ca ser resistente se presentará el ejemplo de laresistencia a la tracción: se toma la muestra y se trata de estirarla a"ialmente.

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Teneralmente esta operación se ejecuta en máquinas tipo prensa. Estamáquina simplemente sujeta cada e"tremo de la muestra y luego procede aalargarla. 7ientras dura el alargamiento de la muestra, a midiendo la fuerza(&) que está ejerciendo. +uando se conoce la fuerza que se está ejerciendosobre la muestra, se di ide ese n'mero por el área (N) de su seccióntrans ersal0 el resultado es la tensión que está e"perimentando la muestra:

P ) 3 & Tensión "=#

La tensión requerida para romper la muestra representa la resistencia a larotura del material a la tracción.

Be igual forma ensayos similares pueden ser ejecutados para medir laresistencia a la rotura por compresión y !e"ión. En todos los casos, laresistencia es la tensión necesaria para romper la muestra.

En el Sistema Qnternacional de %nidades (SQ%) las tensiones se e"presan enmegapascales (7&a): $ 7&a R $< / =Hm* R $ =Hmm* R $


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es el porcentaje de elongación al que se puede llegar, sin una deformaciónpermanente de la muestra0 es decir, cuánto puede estirarse, logrando que 8sta

uel a a su longitud original luego de suspender la tensión. Esto es importantesi el material es un elastómero. Los elastómeros tienen que ser capaces deestirarse bastante y luego recuperar su longitud original. La mayor a de ellospueden estirarse entre el @


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ay ocasiones en que la cur a tensión-elongación no es una recta, como en elgrá co anterior, algunos pol meros, especialmente plásticos !e"ibles, seobtienen otros tipos de dependencia, como 8sta:

1 medida que la tensión se incrementa, la pendiente, es decir el módulo, no esconstante, sino que a e"perimentando cambios con la tensión. En casos como8ste, generalmente se toma como módulo la pendiente inicial, como puede

erse en la cur a de arriba. En general, las bras poseen los módulos detracción más altos, y los elastómeros los más bajos, mientras que los plásticose"#iben módulos intermedios.

El módulo se mide calculando la tensión y di idi8ndola por la elongación. &erodado que la elongación es adimensional, no tiene unidades por cual di idirlas.&or lo tanto el módulo es e"presado en las mismas unidades que la resistencia,

es decir, en 7&a.

Tenacidad

El grá co de tensión ersus alargamiento puede darnos otra aliosainformación. Si se mide el área bajo la cur a tensión-alargamiento, coloreadade rojo en la gura de abajo, el n'mero que se obtiene es algo llamadotenacidad.

*D


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La tenacidad es en realidad, una medida de la energ a que una muestra puedeabsorber antes de que se rompa. Si la altura del triángulo del grá co es laresistencia y la base de ese triángulo es el alargamiento, entonces el área esproporcional a resistencia por alargamiento. Bado que la resistencia esproporcional a la fuerza necesaria para romper la muestra y el alargamiento esmedido en unidades de distancia (la distancia a que la muestra es alargada),entonces la resistencia a la tracción es proporcional a la fuerza por la distanciay seg'n la N sica: fuerza por distancia es energ a:

Resistencia x Deformación ≈ Fuerza x Distancia = Energía.

Besde el punto de ista f sico la resistencia plantea cuánta fuerza es necesariapara romper una muestra, mientras que la tenacidad plantea cuánta energ a#ace falta para romperla, aunque en realidad, ambas no re!ejan las diferenciasdesde el punto de ista práctico. Lo importante es saber que justamente, dadoque un material es resistente, no necesariamente tiene que ser tenaz. Estasituación se ilustra mejor grá camente (Nig. *.*@):

La cur a en azul ($) representa la relación tensión-elongación de una muestraque es resistente, pero no tenaz. +omo puede erse, debe emplearse muc#afuerza para romperla, pero no muc#a energ a, debido a que el área bajo lacur a es peque a. 1simismo, esta muestra no se estirará demasiado antes de

romperse. Los materiales de este tipo, que son resistentes, pero no sedeforman demasiado antes de la ruptura, se denominan frágiles.

&or otra parte, la cur a en rojo (*) representa la relación tensión-elongaciónpara una muestra que es tenaz y resistente. Este material no es tan resistentecomo el de la cur a en azul ($), pero su área bajo la cur a es muc#o mayor,por lo tanto puede absorber muc#a más energ a.

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La deformación permite que la muestra pueda disipar energ a. Si una muestrano puede deformarse, la energ a no será disipada y por lo tanto se romperá.

En la ida real, generalmente se desean materiales que sean tenaces yresistentes. Qdealmente ser a genial tener un material que no se doblara nirompiera, pero eso es prácticamente imposible. Beben #acerse concesiones endependencia de las necesidades para cumplir cada asignación de ser icio,inclusi e de un mismo material. 1l obser ar las cur as de la g. *.*@detenidamente: la muestra ($) tiene muc#o mayor módulo que la muestra (*).Si bien es deseable que para muc#as aplicaciones los materiales poseanele ados módulos y resistencia a la deformación, en el mundo real es muc#omejor que un material pueda doblarse antes que romperse y si el #ec#o de!e"ionarse, alargarse o deformarse de alg'n modo impide que el material serompa, tanto mejor. Be modo que cuando se dise an nue os pol meros onue os compositos, frecuentemente se sacri ca un poco de resistencia con elobjeto de conferirle al material mayor tenacidad.

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;nsayos aplicados enel la2oratorio deprue2as mecánicas

('T;PPropiedades en tracción

El ensayo de tracción es, probablemente, el ensayo más utilizado paracaracterizar mecánicamente un material. La base del ensayo consiste enestirar una probeta desde sus e"tremos #asta producir su rotura, registrandocontinuamente la fuerza aplicada y el alargamiento producido. 1 partir de estasdos magnitudes se puede determinar la cur a esfuerzo-deformacióncaracter stica del comportamiento mecánico de cada material. Los parámetrosbásicos a determinar son el módulo de elasticidad, esfuerzo y deformación en

el punto de !uencia (si e"istiera) y la resistencia y el alargamiento a rotura.El L16E& dispone de dos equipos para el ensayo de tracción: 76S 1lliance 26H@e Q=S62;= @@/@, este 'ltimo equipado con cámara de temperatura paraensayos entre -$


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Resistencia al impacto

En los ensayos de resistencia al impacto se aplica sobre las probetas unesfuerzo repentino a alta elocidad. La utilidad de este tipo de ensayos surgede que los impactos son #ec#os #abituales en la ida en ser icio de losmateriales, de a# que se #ayan desarrollado metodolog as para poderdeterminar la resistencia que an a tener los materiales bajo estascircunstancias. En el L16E& se dispone de dos tipos diferentes de ensayos deimpacto basados en p8ndulo: el impacto +#arpy y el impacto Qzod. En amboscasos es posible emplear probetas de geometr a prismática lisas o entalladas,sobre las que se determina la energ a absorbida en la rotura de la probeta.

El L16E& dispone de un p8ndulo de impacto instrumentado Q=S62;=H+E1S6 de'ltima generación con equipamiento para realizar ensayos desde -D< #asta $3<I+.

Propiedades dinamomecánicas en polímerosEl análisis dinamomecánico es unade las #erramientas más empleadaspara el estudio de las propiedades

iscoelásticas de los pol merosmediante la medida de su móduloelástico y de su amortiguación tras laaplicación de un esfuerzo sinusoidalsobre las probetas. Be la relaciónque #ay entre la amplitud de laoscilación y la fuerza se determina elmódulo elástico del material,mientras que del desfase entre fuerza y desplazamiento se determina elcoe ciente de amortiguación del pol mero. La ariación de las propiedades

iscoelásticas de los materiales con la temperatura permite identi car lasdiferentes transiciones que se dan en el material.

El L16E& cuenta con un analizador dinamomecánico B71 KA


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Determinación de dure9aLa dureza de un material se caracteriza a tra 8s de la resistencia que opone aser penetrado por un cuerpo duro de geometr a de nida, dependiendo su alordel módulo de elasticidad y de las propiedades iscoelásticas del material.Seg'n el tipo de penetrador, carga utilizada y de la elocidad de aplicación dela misma, el ensayo de dureza recibe diferentes denominaciones. El L16E&realiza ensayos de dureza 2ocFUell y S#ore (escalas 1 y B). Los ensayos dedureza 2ocFUell emplean un penetrador piramidal de diamante. Be laprofundidad medida de la #uella se determina directamente sobre un dial ladureza del material. &ara la dureza S#ore, la más com'n en materialespolim8ricos, se utiliza un penetrador troncocónico, y se aplica una fuerza de $<= en S#ore 1 y de @< = en s#ore B para los grados polim8ricos más duros.

Resistencia a la a2rasión

Se llama resistencia a la abrasión a la #abilidad de un material para resistiracciones mecánicas como frotamiento, rascado, molienda, arenado o erosiónque tiende progresi amente sacar material de su super cie. Las normas 1S67son la B $


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Esto re ela la resistencia a la abrasión en todos los ángulos en relación con eldesgaste ó el grano del material

6ipos de discos o muelas abrasi asLas ruedas de abrasión, por lo general, se presentan en @ ni eles diferentes deabrasi idad.Las ruedas de eltro de lana o de cauc#o simple se emplean para realizarpruebas con materiales delicados o comprobar la abrasi idad de materialescomo pol os dentales. Las ruedas que incorporan part culas abrasi as en unamatriz resistente de cauc#o o una matriz de arcilla itri cada son indicadaspara materiales más r gidos.- +alibrase: una rueda resistente compuesta de part culas abrasi as de cauc#oy ó"ido de aluminio.- +alibrade: una rueda no resistente compuesta de part culas abrasi as dearcilla itri cada y carburo de silicio.- Nieltro de lana: no contiene part culas abrasi as.

- +auc#o simple: no contiene part culas abrasi as a menos que se utilice contiras de papel de lija.- +arburo de 6ungsteno: acción se era de corte y desgarre con dientes#elicoidales para uso con materiales resistentes como el cauc#o, pieles ore estimiento para suelos.

Resistencia a la compresión

La resistencia a la compresión es el má"imo esfuerzo que un material r gidopuede resistir bajo compresión longitudinal. =o es necesario el esfuerzo en elpunto de rotura, pero es de signi cación en materiales que quebrantan bajo

una cierta carga. La unidad es fuerza por unidad de área de sección trans ersalinicial, e"presada como &a.El ensayo de compresión es un ensayo t8cnico para determinar la resistenciade un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. En lamayor a de los casos se realiza con #ormigones y metales (sobre todo aceros),aunque puede realizarse sobre cualquier material.] Se suele usar en materiales frágiles.] La resistencia a compresión de todos los materiales siempre es mayor que atracción.Se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresión enun dispositi o para ensayo de compresión o una máquina uni ersal de

ensayos.

Dispositivo para ensayo de compresión

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#nsayo de compresión en concretoEl ensayo de compresión tambi8n puede aplicarse a productos confeccionadoscon elastómeros destinados a contener aire en su interior tales como balonesde f'tbol o neumáticos. En los cuales es 'til conocer cuanta presión soncapaces de resistir sin deformación permanente o cuanta presión son capacesde resistir sin romperse o estallar.

#nsayo de compresión a balón de +/tbol;tros ensayos de compresión es aplicado a en ases plásticos para la industriaalimentica.

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Máquina para ensayo de compresión

Resistencia a la 0e,ión

La resistencia a la !e"ión estática, tambi8n conocida como módulo de rotura,representa el má"imo esfuerzo desarrollado en la super cie de la probeta enforma de barra, soportada cerca del e"tremo y cargada en el centro #asta queocurra la falla. La unidad es fuerza por unidad de área, en &a. El ensayo esaplicable solamente a materiales r gidos.

Dispositivo para ensayo de 0e,ión

;nsayo de 0e,ión

Los ensayos de !e"ión se utilizan principalmente como medida de la rigidez.Este ensayo es casi tan #abitual en materiales polim8ricos duros como elensayo de tracción, y tiene las entajas de simpli car el mecanizado de lasprobetas y e itar los problemas asociados al empleo de mordazas. Entre lasprincipales limitaciones se encuentra la imposibilidad de obtener informaciónrele ante en materiales polim8ricos blandos como son las espumas !e"ibles ylos cauc#os.El parámetro más importante que se obtiene de un ensayo de !e"ión es elmódulo de elasticidad (tambi8n llamado módulo de !e"ión). En función deln'mero de puntos de apoyo pueden realizarse arios tipos de ensayos de!e"ión: !e"ión entres puntos, en cuatro puntos o incluso !e"ión de una iga en

oladizo.

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#nsayo de %exión

Resistencia al impacto

La resistencia al impacto representa la resistencia o tenacidad de un material

r gido a la repentina aplicación de una carga mecánica. Es con encionalmentedeterminado por medición de la energ a requerida para fracturar una probetabajo condiciones normalizadas.La energ a absorbida en la fractura de la probeta estándar se e"presa en

GouleHm.El impacto es con enientemente obtenido por la ca da de un p8ndulo. Laprobeta se mantiene de forma tal que sea rota por un simple ai 8n. Bos tiposprincipales de máquinas de ensayo son usadas:($) La Qzod en la cual una barra es jada por un e"tremo como una iga en

oladizo ertical y golpeada a una dada distancia encima de una especi cadamuesca, a tra 8s de la barra(*) La +#arpy, donde la probeta esta en forma #orizontal y soportada cerca decada e"tremo y golpeada en el centro.La máquina pendular es práctica en el uso como control.

Dispositivo para ensayo de impacto

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Máquina de ensayo de impacto 01zod2

Dure9a

La dureza e"presa la resistencia a la deformación. Es una propiedad compleja ycuando se accede a m8todos por penetración, factores como módulo elástico,resistencia al !ujo, plasticidad y tiempo quedan in olucrados.Las unidades de dureza deri an de la profundidad, anc#o o área de laindentación realizada con alguna forma de estilo cargado. Son numerosos losaparatos propuestos y usados.

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-urómetro3La dureza 7o#s es cualitati a, basada en una creciente de resistencia al rayadopor minerales, desde talco ($) #asta diamante ($


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escalas. 1 mayor rebote, mayor dureza. 1plicable para control de calidadsuper cial. Es un m8todo elástico, no de penetración como los otros. E"istendurómetros portátiles.] Bureza 4icFers: Emplea como penetrador un diamante con forma de pirámidecuadrangular. &ara materiales blandos, los alores 4icFers coinciden con los dela escala Crinell. 7ejora del ensayo Crinell para efectuar ensayos de dureza conc#apas de #asta *mm de espesor.] Bureza Mebster: Emplea máquinas manuales en la medición, siendo aptopara piezas de dif cil manejo como per les largos e"truidos. El alor obtenidose suele con ertir a alores 2ocFUell.

&ara los plásticos blandos o !e"ibles se usan los durómetros S#ore.

ay dos tipos de durómetros S#ore, al 1 y el B. En el tipo 1 se utiliza unpenetrador con forma de arilla roma para probar los plásticos blandos. En eltipo B se emplea un penetrador con arilla puntiaguda para medir losmateriales más duros. Se aplica una fuerza de $*,@ = en S#ore 1 y de @< = ens#ore B. Las lecturas son rápidas y sencillas se apoya el aparato sobre elmaterial, se #ace presión manual (entre $ y $< segundos) y se toma el alorLas escalas an de < a $


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3ricción

La fricción o resistencia al deslizamiento es una importante propiedad eningenier a, pol meros orgánicos y te"tiles. Es independiente de la aparente área

de contacto pero proporcional a la carga aplicada. %sualmente se e"presacomo

N R y 2

Bonde N es la fricción limitante (fuerza opuesta al deslizamiento, 2 es la normalreacción (carga sobre la super cie de contacto) e y un coe cienterepresentando la fuerza de la fricción por unidad de carga.La mayor a de los plásticos tienen un coe ciente de fricción entre


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Las pruebas de determinación del punto 4icat se de nen como parte de lanorma 1S67B$@*@Ht QS; 3


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3igura ?. D5C. Reproducido con la autori9ación de P;P.

'nálisis termogravimétrico

El 6T1 determina los cambios en el peso de una muestra que se descompone ose deteriora en un #orno. Be #ec#o, la descomposición de los compuestos

olátiles reduce el peso de la muestra. El m8todo es adecuado para medir, porejemplo, la tasa de cargas inertes en una muestra (Nigura 3.D).

Las pruebas realizadas por 6T1 se de nen en el marco de la norma QS; OO*9.

3igura ?.A TB'. Reproducido con la autori9ación de P;P.

'nálisis termomecánico

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Los ensayos termomecánicos se utilizan para alorar los cambios de tama o enuna muestra cuando se calienta.La norma que de ne dic#os ensayos es la QS; $$3@O.

Propiedades reológicas< ensayos

Estas propiedades resultan esenciales en el dise o, elaboración y utilización depiezas de plástico. Los plásticos son !uidos iscoelásticos, lo que signi ca quepresentan dos propiedades: iscosidad y elasticidad.En estado l quido, el carácter dominante es el comportamiento iscoso. La

iscosidad es el parámetro más com'n medido y el más fácil de determinar. Laiscosidad depende de las condiciones del !ujo y de las propiedades de los

materiales. 2epresenta la resistencia de un !uido a !uir en unas condicionesdeterminadas.

;nsayo del índice de fusión

El ndice de fusión determina la cantidad de material e"truido a tra 8s de unaboquilla con un diámetro, longitud, temperatura y carga de nidos. El alor esin ersamente proporcional al peso molecular:^ Los materiales con un ndice de fusión (7Q) ele ado presentan un pesomolecular bajo. Los materiales para inyección, moldeo por soplado,termoformación presentan un 7Q bajo^ &ara inyección, presentan un 7Q superior

Las normas que de nen estos ensayos son 1S67 B$*3/HQS; $$33.

Reometría capilar

Este ensayo es el mismo que el siguiente, pero en este caso, el pistón seacciona mediante un motor (en el ndice de fusión, es una carga).Se puede de nir el ndice de cizallamiento. Los ensayos resultan muy 'tilespara dise ar tornillos de inyección.

La norma que de ne este ensayo es 1S67 B3@O@.

Reometría en disolución

Los ensayos basados en soluciones diluidas fueron el primer m8todo paradeterminar el peso medio molecular de los pol meros en disoluciónLa norma que describe estos ensayos es la 1S67 *A@D.

Método del ensayo de tracción para polímeros

Pasos a seguir

-7edir el anc#o y espesor de la probeta con un calibre o nonius en diferentespuntos a lo largo de su sección.

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- acer una marca en la probeta para poder medir posteriormente elalargamiento má"imo e"perimentado.

-+olocar la probeta en la máquina de ensayo y sujetarla con las mordazas.

-Seleccionar la elocidad de ensayo de acuerdo con la norma 1S67. a de sersiempre aquella que pro oque rotura de la probeta en un tiempo comprendidoentre


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deformada permanentemente y a menudo rota. La elocidad de estiramientoserá siguiendo la norma 1S67.

&ara el ensayo se tomarán tres probetas, una de un material metálico, otra deun pol mero termoplástico y por 'ltimo una probeta de un material compuestoreforzado con bra de idrio.Las cur as tensión-deformación para plásticos casi siempre muestran unaregión lineal a bajas tensiones, y una l nea tangente a esa porción de cur a,permite calcular el módulo de elasticidad.

;nsayos de tracción< principio del método

La probeta se alarga a lo largo de su eje principal, a elocidad constante, #astarotura o #asta que el esfuerzo (carga) o la deformación (alargamiento) #ayanalcanzado un alor determinado pre iamente.

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Tipos de pro2etas^ En el ensayo se miden la carga soportada por la probeta y el alargamiento de8sta. ^ Las probetas se preparan por moldeo por compresión o inyección, a no serque se especi que de otra manera en el material.^ La super cie de la probeta debeestar libre de defectos, rebabas oimperfecciones.^ Las probetas de productosacabados se deben tomar de zonasplanas o que tengan una cur aturam nima.^ Las probetas de plásticosreforzados no deber an mecanizarsepara reducir su espesor, a menos quesea absolutamente necesario. Losresultados obtenidos sobre probetascon super cies mecanizadas no soncomparables con los de probetas consuper cies no mecanizadas.^ Se deben de ensayar un m nimo de@ probetas^ Las probetas tienen forma de #altera o doble campana.^ Si se usa e"tensómetro se deben de marcar las probetas^ Se deben de acondicionar pre iamente

;nsayo de tracción en plásticos

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6anto la norma QS; @*D-$H-* como la 1S67 B /3A especi can m8todos para elensayo de tracción. 1mbas normas son t8cnicamente equi alentes pero noofrecen resultados completamente comparables ya que las formas de lasprobetas, elocidades de ensayo y la manera de #allar los resultados di erenentre s .

+on un programa de ensayo estándar test4pert 5 QQ, el usuario puede con arplenamente en estar utilizando los parámetros de ensayo correctos en cadamomento. 6anto si realiza ensayos seg'n la norma QS; o la 1S67.

La determinación del módulo, especialmente seg'n lo establecido en la normaQS; @*D, requiere una alta precisión del e"tensómetro empleado de _ $ `m.

6anto los e"tensómetros incrementales de UicF 7aFro, 7ultiZtens,;ptiZtens , como los e"tensómetros incrementales clip-on cumplen todos losrequisitos, incluso los sobrepasan, pues permiten realizar recorridos demedición largos de #asta D


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9HicGi(ine

El modelo zUicFiLine constituye una solución e caz,!e"ible y, sin embargo, económica para una amplia

ariedad de materiales y componentes. La máquinade ensayos es ideal tanto para el ámbito de laQn estigación y Besarrollo como para el control decalidad continuo. UicF desarrolla y fabrica el modelozUicFiLine, todos sus componentes mecánicos,electrónicos y de softUare y su amplia gama deaccesorios en el centro de producción de 1lemania, con el n de adaptarlos deforma óptima.

Precision(ine

Las máquinas de la serie &recisionLine son ideales para aplicaciones querequieren una gran precisión de medición de fuerzas y desplazamientos, ascomo una e"celente reproducibilidad de los resultados de medición0 tales comolos ensayos de muelles de presión peque os, componentes mecatrónicos ounidades funcionales.

;nsayos de tracción en polímeros "658FIA1 '5TM D ?J#

(a2oratorio 675TR87

Las normas de ensayo de tracción de plásticos, tal como 1S67 B/3A y QS; @*D-*, cubren una gama de plásticos incluyendo los termoestables, termoplásticosy plásticos reforzados con bras. Las probetas e ensayo pueden ser r gidas,semir gidas, moldeadas o e"truidas y com'nmente en forma de #alterio o depesa de gimnasio.

Las propiedades mecánicas de materiales plásticos ar an dependiendo deltipo de plástico, as como de los aditi os que pueden ser incorporados en laformulación. &ropiedades, tales como dureza, ductilidad y resistencia , estánin!uenciadas por diferentes tipos de aditi os. &ara determinar el equipo deensayo adecuado, es importante entender como el material cambia decomportamiento como consecuencia de los aditi os a adidos.

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http://www.zwick.com.mx/es/productos/maquinas-de-ensayos-de-materiales-estaticas/maquinas-de-ensayos-hasta-5-kn/zwicki-line.htmlhttp://www.zwick.com.mx/es/productos/maquinas-de-ensayos-de-materiales-estaticas/maquinas-de-ensayos-hasta-5-kn/precisionline.htmlhttp://www.instron.com.es/wa/glossary/Ductility.aspxhttp://www.instron.com.es/wa/glossary/Toughness.aspxhttp://www.zwick.com.mx/es/productos/maquinas-de-ensayos-de-materiales-estaticas/maquinas-de-ensayos-hasta-5-kn/zwicki-line.htmlhttp://www.zwick.com.mx/es/productos/maquinas-de-ensayos-de-materiales-estaticas/maquinas-de-ensayos-hasta-5-kn/precisionline.htmlhttp://www.instron.com.es/wa/glossary/Ductility.aspxhttp://www.instron.com.es/wa/glossary/Toughness.aspx


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Seleccionar el e"tensómetro adecuado puede ser una tarea dif cil cuandointeresa medir tanto el módulo como la deformación a rotura. &ara algunostipos de e"tensómetros, como un e"tensómetro clip estático, la precisión estáen función de la cantidad de recorrido del e"tensómetro. +uanto mayor es elrecorrido que un e"tensómetro es capaz de realizar, menor será la precisión.Esto #ace dif cil medir la deformación a la rotura para los plásticos que tienenun módulo relati amente alto. &uesto que la norma e"ige que la medición de ladeformación sea directa sólo #asta el l mite elástico, los e"tensómetros clipestáticos son adecuados para la determinación del módulo de elasticidad.

Los e"tensómetros automáticos, como el AF 'utoK , tiene una alta precisión alo largo de todo su recorrido. Esta propiedad le con ierte en ideales paraaplicaciones que requieren alta precisión desde el inicio del ensayo y tambi8nla capacidad de medir la deformación a rotura. Estos e"tensómetros puedenutilizarse en sistemas de ensayo manuales y en los totalmente automatizadosque utilizan robots para la manipulación de las probetas.

%n equipo ideal para este tipo de ensayos pueden ser nuestra serie 33


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(a2oratorio de Propiedades Mecánicas

(':T;P

&ropiedades en tracción

El ensayo de tracción es, probablemente, el ensayo más utilizado paracaracterizar mecánicamente un material. La base del ensayo consiste enestirar una probeta desde sus e"tremos #asta producir su rotura, registrandocontinuamente la fuerza aplicada y el alargamiento producido. 1 partir de estasdos magnitudes se puede determinar la cur a esfuerzo-deformacióncaracter stica del comportamiento mecánico de cada material. Los parámetrosbásicos a determinar son el módulo de elasticidad, esfuerzo y deformación enel punto de !uencia (si e"istiera) y la resistencia y el alargamiento a rotura.

El L16E& dispone de dos equipos para el ensayo de tracción: 76S 1lliance 26H@e Q=S62;= @@/@, este 'ltimo equipado con cámara de temperatura paraensayos entre -$


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Las propiedades de los materiales están e"presadas en alores medios o enrangos que pueden ariar signi cati amente en función del procesamiento yde la calidad del material, as como en función de la presencia de cargasminerales. Los alores e"actos son medibles con precisión por lo equipamientode ensayo no destructi o Sonelastic , tanto a temperatura ambiente como enfunción de la temperatura yHo del tiempo de cura.

Polímeros

Material

Módulo de elasticidad Coeficiente de

PoissonGPa 10 6 psi

Polímeros

PVC (Cloruro de polivinilo) 2,41-4,14 0,35-0,60 0,38

Epoxi 2,41 0,35 -

!enólico 2,76-4,83 0,40-0,70 -

"ailon 6#6 1,59-3,79 0,230-0,550 0,39

Poli$utileno tereftalato (P%&) 1,93-3,00 0,280-0,435 -

Policar$onato (PC) 2,38 0,345 0,36

Poli'ster (termofi o) 2,06-4,41 0,30-0,64 -

Poliestireno (P ) 2,28-3,28 0,330-0,475 0,33

Poli'ter*'ter*cetona (PEE+) 1,10 0,16 -

Polietileno ,lta densidad

(-.PE)

1,08 0,157 -

Polietileno tereftalato (PE&) 2,76-4,14 0,40-0,60 -

Polimetil metacrilato (PMM,) 2,24-3,24 0,325-0,470 -

Polipropileno (PP) 1,14-1,55 0,165-0,225 -

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4alores de referencia. &ara alores e"actos, caracterizar conel Sonelastic ®

Los módulos elásticos (7ódulo de oung, módulo de cizallamiento y razón de&oisson) y el amortiguamiento de pol meros r gidos pueden ser caracterizadoscon precisión con el equipamiento de ensayo no destructi o Sonelastic , tanto atemperatura ambiente como en función de la temperatura yHo del tiempo decura. El conocimiento de los alores e"actos de estas propiedades esfundamental para la optimización de la cantidad de material a emplear ytambi8n para la con abilidad de simulaciones a elementos nitos. Lascaracterizaciones de los módulos elásticos y el amortiguamiento tambi8n sonempleadas en la ingenier a de nue as ariaciones de estos materiales.

7ormali9aciónLa normalización de especi caciones de ensayos y la #omologación demateriales se realizan a tra 8s de instituciones nacionales e internacionales. Enla 2ep'blica 1rgentina el ente que se ocupa de esta tarea es el Qnstituto1rgentino de =ormalización (Q217) que es una institución pri ada sin nes delucro y está asociada a la ;rganización Qnternacional de =ormalización (QS;).La ;rganización Qnternacional de =ormalización (QS;) agrupa a organismosnacionales encargados de dictado de normas de muc#os pa ses del mundo. Elobjeti o de QS; consiste el promo er el desarrollo de normas a escala mundialcon istas a facilitar el intercambio internacional de productos y ser icios y a

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desarrollar la cooperación en la esfera de la acti idad intelectual, cient ca,tecnológica y económica.Los m8todos QS; utilizan 'nicamente el Sistema Qnternacional (SQ) de unidadesde medición. En la 1rgentina el Sistema Qnternacional está incorporado por leya tra 8s del Sistema 78trico Legal 1rgentino (S 7EL1).

(istado de normas de ensayos 658 y '5TMPropiedad 658 '5TM Lnidad 56

1bsorción de agua D-AF cambiosregistrados+oe ciente lineal dee"pansión t8rmica D- mmHmmHI+

+onducti idad t8rmica C-+AA MH5.m

+onstante diel8ctrica +?IF D-+F adimensional+ontracción de moldeo ?+N D- FF mmHmmBeformación de carga D- I+Beformación porcompresión +JF D-? F &a

Bensidad ++J? D-+F F gHcm3

Bensidad aparente D-+J F gHcm3

Bensidad relati a ++J? D-A I adimensionalBureza

Burómetro J J D-IIN dial real2ocFUell I ?A)I D-AJF dial realCarcol D-IFJ? dial realElongación RFIA D- ?JEn ejecimiento a laintemperie

NFJI1N A D-+N?F cambios

Nactor de compresión +A+ D-+J F adimensionalNluencia J D-I &a

inc#amiento pordisol ente D-NA+ G

ndice de moldeo D-A?+ &andice de o"igeno D-IJ ?ndice de refracción NJ D-FNI adimensional

Qn!amabilidad +J+1JA+1+I+ D- ?F cmHmin y cmHs

Qnmersión *9 #oras I1 FJF1 D-FA

@3


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7ódulo de elasticidadEn compresión N+?A D- F &aEn tangente, !e"ión D-A &aEn tracción D- ?J &a

&rocedimientoacondicionamiento I + D- +J unidadesm8tricas&ropiedades mecánicasdinámicas D-II? adimensional

Becremento logar tmico7ódulo de elasticidad encizalla&unto de fusión +I+J1?+N D-I++A I+&unto dereblandecimiento 4icat ? D-+FIF o#m.cm

2esistencia a la abrasiónsuper cial D-+ NN cambiosregistrados2esistencia a la cizalla D-A?I &a2esistencia a lacompresión N D- F &a

2esistencia a la fatiga ??JF D- A+ n'mero deciclos2esistencia a la !e"ión +AJ D-A &a2esistencia a la tracción RFIA D- ?J &a2esistencia al arco +?IF D-AN s2esistencia al impacto -Bardo D-+A

&a @<fallo

-+#arpy +A GHm-Qzod +J D-IF GHm2esistencia al rasgado D- IN &a2esistencia diel8ctrica ? +F D-+N 4Hmm

2esistencia qu mica +AF D-FN? cambiosregistrados2igidez de !e"ión D-ANA &a

2otura de !uencia D-I &a 6ama o de part cula D-+ I+ micrómetros 6emperatura dede!e"ión AF D- NJ I+a$A,A@7&a

6emperatura de !ujo D-F I+ 6emperatura defragilidad AN D-AN I+ a @<

@9


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6ransmitancia luminosa, 6urbiedad D-+ ?

4apor de agua ;- gH*9#4eloc. de !ujo delfundido, termoplást. ++?? D-+I?J gH$


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El alor del módulo de oung indica la resistencia de un material a unae"tensión longitudinal re ersible y es un parámetro 'til para predecir #asta quepunto se estirará una pieza bajo una carga determinada.

propiedades_de_los_polimeros_metodos_y_e.docx

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