Ensayo en Polimeros

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA – ENERGÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA

CURSO: PROCESOS DE MANUFACTURA II ALUMNO: HUBERT GERMAN BRIOSO BARRRENECHEA CODIGO: 092940F CICLO: VI PROFESOR: VICTORIANO SANCHEZ

2012

BELLAVISTA – CALLAO

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

PROCESOS DE MANUFACTURA II

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA –ENERGIA

ENSAYO EN LOS POLIMEROS

INDICE INTRODUCCIÓN LOS POLIMEROS EN GENERAL A. COMPORTAMIENTOS MECANICOS ENSAYOS MECÁNICOS 1.- Ensayo de tracción 2.- Ensayo de compresión 3.- Ensayo de flexión 4.- Ensayo de impacto 5.- Ensayo de dureza 6.- Ensayo de abrasión 7.- Ensayos de fatiga y flexión 8.- Ensayo de cizalla B. COMPORTAMIENTO TERMICO ENSAYOS TÉRMICOS 1.- Temperatura de reblandecimiento Vicat 2.- Resistencia a la deformación por calor 3.- Temperatura de deflexión bajo carga 4.- Conductividad térmica 5.- Inflamabilidad C. COMPORTAMIENTO ELECTRICO ENSAYOS ELÉCTRICOS 1.- Constante dieléctrica 2.- Factor de disipación ENSAYOS ÓPTICOS 1.- Ensayo de brillo 2.- Índice de refracción 3.- Transmisión de luz ENSAYOS DE RECEPCIÓN DEL MATERIAL 1.-En plásticos 1.1.1.-Viscosidad 1.1.2. Índice de fluidez 1.1.3.- Densidad

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ENSAYOS EN LOS POLIMEROS

2. EN CAUCHOS 2.2.1.- Viscosidad ENSAYO EN PIEZAS ACABADAS 1.-En plásticos 1.1. Resistencia a la tenso fisuración 2.- En cauchos 2.1. Ensayo de hinchamiento hinchami ento 2.2. Ensayo de adherencia adherencia caucho-meta ENSAYOS DE ENVEJECIMIENTO 1. En plásticos 2. En cauchos ENSAYO DE OLOR ENSAYO DE RESISTENCIA A LA LUZ CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA

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RESUMEN

Dada la gran variedad de plásticos que existe en la actualidad y la constante aparición de Nuevos materiales, es cada vez vez mayor el uso de los plásticos para para la fabricación de cualquier pieza en todos los sectores. Estos materiales presentan una enorme enorme variedad de propiedades muy diferentes, y conociendo su comportamiento, se puede obtener mucha información para cada aplicación específica. El conocimiento de sus características permite a los fabricantes la mejor comprensión de fichas técnicas de cada material, lo cual puede conducir a un ahorro de energía y materia prima durante la transformación, y ayuda en los diseños y fabricación de moldes, por ejemplo: eje mplo: Las técnicas experimentales de caracterización actuales permiten conocer prácticamente todas las propiedades de un plástico: propiedades físicas, mecánicas, térmicas, eléctricas, comportamiento frente a agentes ambientales, etc. La medida de todas estas propiedades está, en su mayoría, sujeta a normas nacionales e internacionales. Estas propiedades dependen de la estructura interna que posean los plásticos, los cuales se pueden clasificar en tres grandes grupos: grupos: termoplásticos, termoestables termoestables y cauchos o Elastómeros. Por ejemplo, los elastómeros poseen una estructura reticulada que les proporciona elasticidad a temperatura ambiente, y a su vez, esos puntos de unión entre sus cadenas moleculares hacen que sean infusibles e insolubles. La reticulación de los materiales termoestables es aún más densa lo que les confiere rigidez y fragilidad. Los materiales termoplásticos, con estructura no reticulada, también t ambién presentan distintos comportamientos según sean amorfos (como el PC, PMMA, PS, PVC...) o parcialmente cristalinos (PA, PP, PP, PE, POM...).

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INTRODUCCION La realización de un ensayo sobre un material o una pieza fabricada representa el único método para determinar las propiedades del mismo. Los ensayos se realizan en todo tipo de materiales: metálicos, cerámicos y polímeros. En el caso de éstos últimos - plásticos y cauchos - los ensayos se llevan a cabo tanto sobre el polímero aditivado – granza como sobre el producto final. Los ensayos miden una propiedad o varias a la vez y han de ser diseñados de tal manera que puedan realizarse lo más exactamente posible. Un ensayo permite, sobre un material o producto terminado: 

Conocer sus propiedades.



Realizar el control de calidad de la producción.



Seleccionar un producto para una aplicación determinada.



Incentivar la investigación básica para optimizar las propiedades.



Proponer nuevas aplicaciones.



Modificar las condiciones de procesado.



Modificar diseños del producto.



Marcar los valores límites de funcionamiento bajo criterios de seguridad.

En los materiales polímeros como consecuencia de su estructura macromolecular, existe una gran dependencia entre la temperatura, velocidad y tiempo de realización del ensayo con los resultados obtenidos. Por eso los ensayos deben realizarse cumpliendo fielmente las condiciones de la Norma. Existen distintas agencias nacionales e internacionales que establecen y publican especificaciones sobre ensayos y homologación de materiales industriales. En USA las normas provienen generalmente del American National Standards Institute y de la American Society forTesting and Materials (ASTM) . Una de las principales organizaciones internacionales internacionales es laInternational Organization for Standardization (ISO). En Europa existen así mismo varias agencias, siendo las más utilizadas la agencia alemana DIN y la española UNE.

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Los ensayos más habituales a los que se someten los materiales polímeros son de tipo: 

Mecánico



térmico



óptico



eléctrico



otros específicos según la aplicación

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LOS POLIMEROS

Historia

Los polímeros son muy grandes sumas de moléculas, con masas moleculares que puede alcanzar incluso los millones de UMA que se obtienen por la repeticiones de una o más unidades simples llamadas ―monómeros‖ unidas entre sí mediante enlaces covalentes.

Estos forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas. El desarrollo de los polímeros fue inducido a través de las modificaciones de estos con el fin de mejorar sus propiedades físicas en pro del auge de las aplicaciones de los mismos. En 1839, Charles Goodyear modifico el hule a través del calentamiento con azufre (vulcanización), ya que este por lo general era frágil en temperaturas bajas y pegajoso ha altas temperaturas. Mediante la vulcanización el hule se convirtió en una sustancia resistente a un amplio margen de temperaturas. Otro acontecimiento que contribuyo al desarrollo continúo de los polímeros fue la modificación de la celulosa que permitió el surgimiento de las fibras sintéticas llamadas rayones. Posteriormente Leo Baekeland instauro el primer polímero totalmente sintético al que llamo baquelita; este se caracterizó por ser un material muy duradero y por provenir de otros materiales de bajo costo como el fenol y el formaldehido. Este compuesto llegó a tener gran éxito durante cierto tiempo. Sin embargo independientemente de los avances aplicativos de los polímeros, no se tenía mucha información en cuanto a la estructura de estos. En el transcurso de la década de 1920, Herman Staudinger fue el primero en instituir que los polímeros eran compuestos de gran peso molecular que se encontraban unidos mediante la formación de enlaces covalentes. Tal idea fue apoyada años más tarde por Wallace Carothers, de DuPont, los cuales llegaron a establecer concepciones similares. Estos conceptos dieron paso al desarrollo de la química de los polímeros tanto sintéticos como naturales. Los polímeros naturales, por ejemplo la lana, la seda, la celulosa, etc., se han empleado profusamente y han tenido mucha importancia a lo largo de la historia. Sin embargo, hasta finales del siglo XIX no aparecieron los primeros polímeros sintéticos, como por ejemplo el celuloide. Los primeros polímeros que se sintetizaron se obtenían a través de transformaciones de polímeros naturales. En 1839 Charles Goodyear realiza el vulcanizado del caucho. El nitrato de celulosa se sintetizó accidentalmente en el año 1846 por el químico Christian Friedrich Schönbein y en 1868, John W. Hyatt sintetizó el celuloide a partir de nitrato de celulosa. El primer polímero totalmente sintético se obtuvo en 1907,cuando el químico belga Leo Hendrik Baekeland fabrica la baquelita a partir de formaldehído y fenol. Otros

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polímeros importantes se sinterizaron en años siguientes, por ejemplo el poliestireno (PS) en 1911 o el poli (cloruro de vinilo) (PVC) en 1912. En 1922, el químico alemán Hermann Staudinger comienza a estudiar los polímeros y en 1926 expone su hipótesis de que se trata de largas cadenas de unidades pequeñas unidas por enlaces covalentes. Propuso las fórmulas estructurales del poliestireno y del polioximetileno, tal como las conocemos actualmente, como cadenas moleculares gigantes, formadas por la asociación mediante enlace covalente de ciertos grupos atómicos llamados "unidades estructurales". Este concepto se convirtió en "fundamento" de la química macromolecular sólo a partir de 1930, cuando fue aceptado ampliamente. En 1953 recibió el Premio Nobel de Química por su trabajo. Wallace Carothers, trabajando en la empresa DuPont desde 1928, desarrolló un gran número de nuevos polímeros: poliésteres, poliamidas, neopreno, etc. La Segunda Guerra Mundial contribuyó al avance en la investigación de polímeros. Por ejemplo, fue muy importante la sustitución del caucho natural por caucho sintético. En los años 1950 el alemán Karl Ziegler y el italiano Giulio Natta desarrollaron los catalizadores de Ziegler-Natta y obtuvieron el Premio Nobel de Química en 1963. Otro Premio Nobel de Química fue concedido por sus estudios de polímeros a Paul J. Flory en 1974. En la segunda mitad del siglo XX se desarrollaron nuevos métodos de obtención, polímeros y aplicaciones. Por ejemplo, catalizadores metalocénicos, fibras de alta resistencia, polímeros conductores (en 2000 Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid y Hideki Shirakawa recibieron el Premio Nobel de Química por el desarrollo de estos polímeros), estructuras complejas de polímeros, polímeros cristales líquidos, etc.

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CONCEPTO DE POLIMEROS . Un polímero (del griego poly, muchos; meros, parte, segmento) es una sustancia cuyas moléculas son, por lo menos aproximadamente, múltiplos de unidades de peso molecular bajo. La unidad de bajo peso molecular es el monómero. Si el polímero es rigurosamente uniforme en peso molecular y estructura molecular, su grado de polimerización es indicado por un numeral griego, según el número de unidades de monómero que contiene; así, hablamos de dímeros, trímeros, tetrámero, pentámero y sucesivos. El término polímero designa una combinación de un número no especificado de unidades. De este modo, el trióximetileno, es el trímero del formaldehído, por ejemplo. Si el número de unidades es muy grande, se usa también la expresión gran polímero. Un polímero no tiene la necesidad de constar de moléculas individuales todas del mismo peso molecular, y no es necesario que tengan todas la misma composición química y la misma estructura molecular. Hay polímeros naturales como ciertas proteínas globulares y policarbohidratos, cuyas moléculas individuales tienen todas el mismo peso molecular y la misma estructura molecular; pero la gran mayoría de los polímeros sintéticos y naturales importantes son mezclas de componentes poliméricos homólogos. La pequeña variabilidad en la composición química y en la estructura molecular es el resultado de la presencia de grupos finales, ramas ocasionales, variaciones en la orientación de unidades monómeras y la irregularidad en el orden en el que se suceden los diferentes tipos de esas unidades en los copolímeros. Estas variedades en general no suelen afectar a las propiedades del producto final, sin embargo, se ha descubierto que en ciertos casos hubo variaciones en copolímeros y ciertos polímeros cristalinos.

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CLASIFICACIÓN DE LOS POLIMEROS Polímeros isómeros.

Los polímeros isómeros son polímeros que tienen escencialmente la misma composición de porcentaje, pero difieren en la colocación de los átomos o grupos de átomos en las moléculas. Los polímeros isómeros del tipo vinilo pueden diferenciarse en las orientaciones relativas (cabeza a cola, cabeza a cabeza, cola a cola, o mezclas al azar de las dos.) de los segmentos consecutivos (unidades monómeras.)

Cabeza a cola — CH2 — CHX — CH2 — CHX — CH2 — CHX — CH2 — CHX —

Cabeza a cabeza y cola a cola — CH2 — CH2 — CHX — CHX — CH2 — CH2 — CHX — CHX — CH2 —

o en la orientación de sustituyentes o cadenas laterales con respecto al plano de la cadena axial hipotéticamente extendida. La isomería cis-trans puede ocurrir, y probablemente ocurre, para cualquier polímero que tenga ligaduras dobles distintas a las que existen en los grupos vinilo pendientes (los unidos a la cadena principal).

Concepto de tacticidad.

El termino tacticidad se refiere al ordenamiento espacial de las unidades estructurales. El mejor ejemplo es el polipropileno, que antes de 1.955 no tenía ninguna utilidad. En ese año, Giulio Natta en Milán, utilizó para hacer polipropileno, los catalizadores que Karl Ziegler había desarrollado para el polietileno. Esos catalizadores, hechos a base de cloruro de titanio y tri-alquil-aluminio, acomodan a los monómeros de tal manera que todos los grupos metilos quedan colocados del mismo lado en la cadena. En esta forma, Natta creó el polipropileno isotáctico, que tiene excelentes propiedades mecánicas. Hasta ese momento, con los procedimientos convencionales, sólo se había podido hacer polímeros atácticos, sin regularidad estructural.

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El polipropileno atáctico es un material ceroso, con pésimas propiedades mecánicas. Otros catalizadores permiten colocar los grupos alternadamente, formando polímeros que se llaman sindiotácticos, los cuales, como los isotácticos, tienen muy buenas propiedades.

Homopolímeros y copolímeros.

Los materiales como el polietileno, el PVC, el polipropileno, y otros que contienen una sola unidad estructural, se llaman homopolímeros. Los homopolímeros, a demás, contienen cantidades menores de irregularidades en los extremos de la cadena o en ramificaciones. Por otro lado los copolímeros contienen varias unidades estructurales, como es el caso de algunos muy importantes en los que participa el estireno. Estas combinaciones de monómeros se realizan para modificar las propiedades de los polímeros y lograr nuevas aplicaciones. Lo que se busca es que cada monómero imparta una de sus propiedades al material final; así, por ejemplo, en el ABS, el acrilonitrilo aporta su resistencia química, el butadieno su flexibilidad y el estireno imparte al material la rigidez que requiera la aplicación particular. Evidentemente al variar las proporciones de los monómeros, las propiedades de los copolímeros van variando también, de manera que el proceso de copolimerización permite hasta cierto punto fabricar polímeros a la medida. No solo cambian las propiedades al variar las proporciones de los monómeros, sino también al variar su posición dentro de las cadenas. Así, existen los siguientes tipos de copolímeros. Las mezclas físicas de polímeros, que no llevan uniones permanentes entre ellos, también constituyen a la enorme versatilidad de los materiales poliméricos. Son el equivalente a las aleaciones metálicas. En ocasiones se mezclan para mejorar alguna propiedad, aunque generalmente a expensas de otra. Por ejemplo, el óxido de polifenilo tiene excelente resistencia térmica pero es muy difícil procesarlo. El poliestireno tiene justamente las propiedades contrarias, de manera que al mezclarlos se gana en facilidad de procedimiento, aunque resulte un material que no resistirá temperaturas muy altas.. Sin embargo en este caso hay un efecto sinergístico, en el sentido en que la resistencia mecánica es mejor en algunos aspectos que a la de cualquiera de los dos polímeros. Esto no es frecuente, porque puede ocurrir únicamente cuando existe perfecta compatibilidad ente los dos polímeros y por regla general no la hay, así que en la mayoría de los casos debe agregarse un tercer ingrediente para compatibilizar la mezcla. Lo que se emplea casi siempre es un copolímero injertado, o uno de bloque que contenga unidades estructurales de los dos polímeros.

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Otras veces se mezcla simplemente para reducir el costo de material. En otros casos, pequeñas cantidades de un polímero de alta calidad puede mejorar la del otro, al grado de permitir una nueva aplicación.

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CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS POLÍMEROS Los materiales poliméricos provienen de una reacción de un monómero con algunos agentes químicos llamados agentes activadores o catalizadores y desencadenan una reacción produciendo unas cadenas que tienen similitud con el monómero de quien se originan, por ejemplo: el monómero del etileno de donde se produce el polietileno, del monómero del estireno se produce el poliestireno. Esas cadenas moleculares que se forman son infinitamente largas pueden tener cientos o miles de átomos enlazados. Estas macro estructuras de cadenas moleculares conforman finalmente lo que es la cristalinidad o el grado de cristalinidad. El cristal dentro del plástico no es una estructura molecular sola sino un grupo de las estructuras moleculares que se asocia con otras para formar estructuras de orden superior. Esto entonces hace que los plásticos de ingeniería estén representados en la fila de los polímeros llamados como semicristalinos, debido a la cristalinidad va a ofrecer unas ventajas de tipo mecánico cuando se someten a esfuerzos de diferente orden, tracción, compresión, torsión, deformación bajo carga. Se llama semicristalino porque un plástico nunca logra uniformar todas sus cadenas moleculares en forma cristalina, siempre van a quedar intercaladas con zonas amorfas, estas zonas amorfas son las que van a permitir que el material también tenga una relativa resistencia al impacto porque permiten una deformación con mucha más facilidad que las zonas cristalinas. El grado de cristalinidad es variable, este se puede afectar por la forma como se procesa el polímero. Se puede favorecer el grado de cristalinidad con los enfriamientos lentos. Los polímeros semicristalinos, en conclusión, tienen cadenas moleculares largas de tipo lineal, orientadas. La orientación es la que permite que el material pueda soportar esfuerzos en algún sentido. A nivel industrial son muchos los materiales que han sido reemplazados por plásticos de ingeniería, ya que se han dado cuenta como estos materiales poseen características sorprendentes, además su diseño juega un papel importantísimo, ya que la comodidad y la flexibilidad que pueda proporcionar cualquier material por pequeño que este sea es muy importante cuando de costos se trata. Siempre la elección adecuada de un plástico técnico es vital para la construcción de una pieza, y para conseguir una duración y rendimiento espectacular, en comparación.

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OBTENCIÓN Ó FABRICACIÓN DEL POLIMERO La fabricación de los plásticos y sus manufacturados implica cuatro pasos básicos: obtención de las materias primas, síntesis del polímero básico, obtención del polímero como un producto utilizable industrialmente y moldeo o deformación del plástico hasta su forma definitiva.

Materias primas. En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban a partir de resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la cáscara de la avena), aceites de semillas y derivados del almidón o del carbón. La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados. A pesar de que la producción del naylon se basaba originalmente en el carbón, el aire y el agua, y de que el naylon 11 se fabrica todavía con semillas de ricino, la mayoría de los plásticos se elaboran hoy con derivados del petróleo. Las materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un límite, se están investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del carbón.

Síntesis del polímero. El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización. Como se comentaba anteriormente, los dos métodos básicos de polimerización son las reacciones de condensación y las de adición. Estos métodos pueden llevarse a cabo de varias maneras. En la polimerización en masa se polimeriza sólo el monómero, por lo general en una fase gaseosa o líquida, si bien se realizan también algunas polimerizaciones en estado sólido. Mediante la polimerización en disolución se forma una emulsión que se coagula seguidamente. En la polimerización por interface los monómeros se disuelven en dos líquidos inmiscibles y la polimerización tiene lugar en la interface entre los dos líquidos.

Aditivos. Con frecuencia se utilizan aditivos químicos para conseguir una propiedad determinada. Por ejemplo, los antioxidantes protegen el polímero de degradaciones químicas causadas por el oxígeno o el ozono. De una forma parecida, los estabilizadores lo protegen de la intemperie. Los plastificantes producen un polímero más flexible, los lubricantes reducen la fricción y los pigmentos colorean los plásticos. Algunas sustancias ignífugas y antiestáticas se utilizan también como aditivos. Muchos plásticos se fabrican en forma de material compuesto, lo que implica la adición de algún material de refuerzo (normalmente fibras de vidrio o de carbono) a la matriz de la resina plástica. Los materiales compuestos tienen la resistencia y la estabilidad de los metales, pero por lo general son más ligeros. Las espumas plásticas, compuestas de plástico y gas, proporcionan una masa de gran tamaño pero muy ligera.

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Forma y acabado Las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de los plásticos dependen de tres factores: tiempo, temperatura y deformación. La naturaleza de muchos de estos procesos es cíclica, si bien algunos pueden clasificarse como continuos o semicontinuos. Una de las operaciones más comunes es la extrusión. Una máquina de extrusión consiste en un aparato que bombea el plástico a través de un molde con la forma deseada. Los productos extrusionados, como por ejemplo los tubos, tienen una sección con forma regular. La máquina de extrusión también realiza otras operaciones, como moldeo por soplado o moldeo por inyección. Otros procesos utilizados son el moldeo por compresión, en el que la presión fuerza al plástico a adoptar una forma concreta, y el moldeo por transferencia, en el que un pistón introduce el plástico fundido a presión en un molde. El calandrado es otra técnica mediante la que se forman láminas de plástico. Algunos plásticos, y en particular los que tienen una elevada resistencia a la temperatura, requieren procesos de fabricación especiales. Por ejemplo, el poli tetrafluoretileno tiene una viscosidad de fundición tan alta que debe ser prensado para conseguir la forma deseada, y sinterizado, es decir, expuesto a temperaturas extremadamente altas que convierten el plástico en una masa cohesionada sin necesidad de fundirlo.

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ENSAYOS EN LOS POLIMEROS De los ensayos de plásticos pueden obtenerse resultados muy dispersos debidos tanto a la fabricación y aditivado de las materias como a los procesos de transformación. Por ello, son precisos diversos análisis para determinar los parámetros del material. Tipos de ensayos de caracterización:

A.

El comportamiento mecánico

Para conocer el comportamiento mecánico de los materiales se realizan habitualmente ensayos de tracción, compresión o flexión, donde se evalúa la resistencia del plástico a ser deformado y la magnitud de esa deformación en el punto donde se rompe el material, si es el caso, y en el punto donde cambia su comportamiento, pasando de un comportamiento elástico a plástico. También obtenemos información de su módulo de elasticidad, el cual indica si el material es rígido o flexible. 1. ENSAYO DE TRACCIÓN Como vimos en el ensayo de tracción para metales, una de las características más importantes de los materiales en general, son aquellas relacionadas con su uso final. En este sentido el estudio de las propiedades mecánicas es una de las más interesantes, pues restringe la aplicación especifica de un material; así, uno con poca deformación plástica (pensemos en el vidrio) difícilmente se podrá emplear como protector, como es el caso de los parachoques de autos, y en vez de eso, se preferirá un material del tipo elastomérico (con una alta capacidad de absorber energía). Lo anterior es válido también para el caso de los materiales poliméricos (plásticos), los cuales por sus características, tales como altos tiempos de relajación, morfología, temperatura de transición vítrea, etc. han presentado serias dificultades para su análisis en lo referente a sus propiedades mecánicas. El estudio de las propiedades mecánicas se refiere a la respuesta de un cuerpo cuando se le somete a una fuerza externa, la cual genera relaciones del tipo tensorial con la deformación que sufre este material (en general validas para la zona elástica). De los diferentes ensayos existentes, el más empleado es el ensayo de tracción en una dimensión, el cual entrega la mayoría de los datos relevantes para un primer estudio mecánico de materiales. Este ensayo consiste en someter al material (moldeado en una forma estandarizada llamada probeta) a una velocidad de deformación constante, y medir la fuerza necesaria para cada deformación, esto se realiza generalmente hasta que el material se fractura. Finalmente, se entrega una curva donde en el eje de las abscisas se muestra el alargamiento del material y en el eje de las ordenadas la tensión requerida. Es importante señalar que para independizarse de las dimensiones particulares de cada probeta, en vez de trabajar con la fuerza F se utiliza el esfuerzo  el cual se define como la fuerza aplicada dividida por el área transversal  : 

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Y en vez de trabajar con el alargamiento se utiliza la deformación unitaria, que hace referencia al porcentaje de deformación que ha sufrido el material, la cual se define como el incremento en la longitud de la probeta dividida por la longitud inicial de la misma ( . 

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Una de las grandes dificultades que presentan los polímeros desde el punto de vista mecánico, es la gran dependencia que tienen sus propiedades con la temperatura y la velocidad de deformación, lo anterior debido a su comportamiento viscoelástico, que en primera aproximación es producto de los altos tiempos de relajación de los procesos microscópicos, debido al alto peso molecular de ellos. Para tener una idea laFigura 1 muestra que los diferentes tipos de comportamiento de materiales poliméricos con lo que uno se puede encontrar, los cuales además se pueden tener para un mismo material sólo modificando la temperatura del ensayo.

Figura 1. Curvas típicas para ensayos de tracción-deformación: a) fractura frágil; b) fractura dúctil; c) formación de un cuello y d) deformación homogénea (comportamiento tipo goma).

Como concepto de entrada es de gran ayuda conocer las especificaciones y propiedades de cada material, con el fin de comparar las obtenidas en el ensayo de tracción.

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1.1 .METODOLOGÍA EXPERIMENTAL DEL ESAYO DE TRACCIÓN Para el presente ensayo se utilizó una Maquina universal de ensayos ShimatzuUSH-600 ajustada con mordazas planas, además de un PC, calibradores y un nivel. Al igual que en los ensayos anteriores, como primera medida, se llevó a cabo la preparación de las probetas de PBT ( Polibutalien tereftalato), PBT+50% FV (Fibra de vidrio ) y PPS (Poli sulfuro de fenileno) marcando y midiendo la longitud calibrada. El proceso de preparación y calibración realizado se muestra en las figuras 3, 4 y 5para el PBT, el PBT+FV y el PPS respectivamente Como segunda instancia se tomaron y promediaron destinas medidas del ancho y grosor de la probeta con el fin de determinar el área transversal de las mismas. Dichas medidas se realizaron tal y como lo indica el esquema de la Figura .

Figura. Probeta PBT

Figura. Probeta PBT + 50% FV

Figura . Probeta de PBT+50%FV

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Figura 6. Preparación y medición de las probetas

Dadas las características de los materiales ensayados, las velocidades de aplicación de carga fueron muy pequeñas en comparación con las utilizadas en el ensayo de tracción para metales. Para este ensayo la velocidad en la zona elástica fue de10 MPa/s en la zona plástica se disminuyó al1% De la anterior, tal y como se muestra en la Figura 7.

Figura 7. Velocidades de la aplicación de carga.

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1.2 CONCLUSIONES DEL ENSAYO DE TRACCIÓN Gracias al ensayo de tracción se pudo comprobar que los polímeros cristalinos a temperaturas por debajo de la  tienden aser polímeros frágiles, con baja resistencia. Esta fragilidad puede venir por deformación impuesta sobre la fase amorfa de parte de los cristales, o por la presencia de huecos producidos durante el proceso de cristalización (lo que pudo haber sucedido en el caso del PBT ya que en su fractura se vio un agujero al interior del material), o desde la concentración de tensión producida por los mismos cristales. Un aumento en la cristalinidad implicara un aumento en el módulo de elasticidad y el límite de fluencia, pero traerá consigo una disminución en la deformación elástica y en la ductilidad .Un factor importante que se pasó por alto en este ensayo fue la temperatura, ya que las propiedades mecánicas de muchos plásticos cambian rápidamente con pequeñas variaciones de temperatura. Cuando la temperatura aumenta se produce una expansión gradual del material, lo que resulta en un aumento del volumen libre y en un debilitamiento de las fuerzas de cohesión del material. Generalmente al aumentar la temperatura la resistencia a la tensión y el módulo de elasticidad disminuyen, mientras que la ductilidad disminuye.

2. ENSAYO DE COMPRESION Además del ensayo de tracción, otra forma habitual de determinar las propiedades de los materiales para los plásticos (reforzados y sin reforzar) es el ensayo de compresión. Este ensayo es útil para determinar el módulo de elasticidad, el esfuerzo en fluencia, la resistencia a la compresión y la deformación más allá del punto de fluencia. El método mediante el que se lleva a cabo el ensayo de compresión se define en ASTM D695. El estándar requiere que la probeta se cargue para compresión con una tasa de 1,3 mm/min hasta la rotura. Antes del ensayo, debe asegurarse de que todas las probetas tengan los tamaños especificados en el estándar y carezcan de defectos visibles en la superficie. Al realizar ensayos de compresión, hemos visto que la alineación de la probeta desarrolla un papel importante para lograr una distribución uniforme de la carga, lo que contribuye a la coherencia de los resultados. Método para determinar el comporta-miento de materiales bajo cargas aplastantes. La probeta se comprime y se registra la deformación con distintas cargas. El esfuerzo y la deformación de compresión se calculan y se trazan.

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ASTM D695 Se ha señalado que cuando menos en teoría el ensayo de compresión es meramente lo contrario del el de tensión con respecta a la dirección o el sentido del esfuerzo aplicado. Las razones generales para la elección de uno u otro tipo de ensayo se establecieron. Así mismo, un número de principios generales se desarrolla a través de la sección sobre de ensaye de tensión los cuales con igualmente aplicables al ensaye de compresión. Existen sin embargo, varias limitaciones especiales del ensayo de compresión a los cuales se debe dirigir la tensión:

La dificultad de aplicar una carga verdaderamente concéntrica o axial. El carácter relativamente inestable de este tipo de carga en contraste con la carga tenista. Existe siempre una tendencia el establecimiento de esfuerzos flexionantes y a que el efecto de las irregularidades de alineación accidentales dentro de la probeta se acentúa a medida que la carga prosigue. La fricción entre los puentes de la máquina de ensayo o lasa placa de apoyo y las superficies de los extremos de la probeta debido a la expansión lateral de esta esto puede alterar considerablemente los resultados que se obtendrían si tal condición de ensayo no estuviera presente.

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Las áreas secciónales, relativamente mayores de la probeta para ensayo de compresión para obtener un grado apropiado de estabilidad de la pieza. Esto se traduce en la necesidad de una máquina de ensaye de capacidad relativamente grandes o probetas tan pequeñas y por lo tanto, cortas que resulta difícil obtener de ellas mediciones de deformación de precisión adecuada se supone que se desean las características simples del material y no la acción de los miembros estructurales como columnas, de modo que la tensión se limita aquí al bloque de compresión corto. En nuestro afán por crear e innovar a veces no nos detenemos a pensar en que materiales puede fabricarse nuestras ideas, si son o no factibles, sí nuestro invento funcione de una manera con un material x o funcione mejor con otro materia y, es ahí donde podemos aplicar un ensayo de tracción, a si comprobaremos si el material es apto para que nuestro invento funcione o no, y también saber que dimensiones requeriremos para que la estructura no colapse. El material estará expuesto a una rigurosa inspección, sometiéndose a pruebas de tracción, así lograremos saber cuál es la resistencia máxima que pueda adquirir el material, y ha esa carga cuando se alarga. El alargamiento que tenga el elemento será la diferencia entre la longitud final y la inicial, vale resaltar que cada material al tener configuraciones atómicas diferentes, tienen un comportamiento elástico y plástico diferente en mayor o menor proporción; también podremos hallar, la carga máxima que soportara, el punto de falla o carga de rotura, el limite elástico, plástico y la tensión admisible del elemento, todo esto al aplicarle fuerzas sobre el mismo. Esto lo obtenemos a partir de una formulas que se presentaran más adelante atreves de las comprobaciones, además de ello graficaremos el comportamiento que tiene cada material, por lo cual contaremos con tres tipos de aceros.

En si un ensayo de tensión mide la resistencia de un material a una fuerza estática gradualmente aplicada. Este ensayo nos permitirá obtener el esfuerzo y las deformaciones ingenieriles dadas para in material dado, los resultados de un solo material es aplicable a cualquier tamaño o forma de la muestra. La deformación que pueda llegar a tener el material es importante, ya que todo cuerpo al soportar una fuerza tratara de deformarse dependiendo el sentido en que se le aplíquela fuerza. En el caso de los ensayos de tracción la fuerza se le aplica en dirección al eje del elemento o una carga axial, en la probeta se ven sometidas a la deformación y el esfuerzo simultáneamente, pero los dos conceptos son muy distintos. Se ha señalado que cuando menos en teoría el ensayo de compresión es meramente lo contrario del el de tensión con respecta a la dirección o el sentido del esfuerzo aplicado. Las razones generales para la elección de uno u otro tipo de ensayo se establecieron. Así mismo, un número de principios generales se desarrolla a través de la sección sobre de ensaye de tensión los cuales con igualmente aplicables al ensaye de compresión. Existen sin embargo, varias limitaciones especiales del ensayo de compresión a los cuales se debe dirigir la tensión:

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La dificultad de aplicar una carga verdaderamente concéntrica o axial. El carácter relativamente inestable de este tipo de carga en contraste con la carga tenista. Existe siempre una tendencia el establecimiento de esfuerzos flexionantes y a que el efecto de las irregularidades de alineación accidentales dentro de la probeta se acentúa a medida que la carga prosigue.

La fricción entre los puentes de la máquina de ensayo o lasa placa de apoyo y las superficies de los extremos de la probeta debido a la expansión lateral de esta esto puede alterar considerablemente los resultados que se obtendrían si tal condición de ensayo no estuviera presente.

Las áreas secciónales, relativamente mayores de la probeta para ensayo de compresión para obtener un grado apropiado de estabilidad de la pieza. Esto se traduce en la necesidad de una máquina de ensaye de capacidad relativamente grandes o probetas tan pequeñas y por lo tanto, cortas que resulta difícil obtener de ellas mediciones de deformación de precisión adecuada se supone que se desean las características simples del material y no la acción de los miembros estructurales como columnas, de modo que la tensión se limita aquí al bloque de compresión corto.

2.1 OBJETIVOS DEL ENSAYO DE COMPRESIÓN Identificar como varia el comportamiento de la resistencia y el alargamiento de tres probetas con entallas, teniendo en cuenta que hay una reducción en el área y conllevara a que se concentre una mayor fuerza en este punto. -

Poder observar qué importancia tiene el aumento o la disminución de la velocidad con que se le aplica la carga a la probeta y si va a tener los mismos resultados o varía.

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Diferenciar como cambiara la forma de la fractura de cada probeta, si cada una de estas tiene una talla que reduce su área a una que no tiene esta talla.

-

Corroborar que los datos obtenidos en las tablas como fuerza máxima, cambios en la longitud, etc. Son los que se evidenciaron en la probeta, mediante una grafica que se baso en los datos obtenidos en el ensayo.

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2.2 CONCLUSIONES DEL ENSAYO DE COMPRESIÓN

- Un ensayo de tensión mide la resistencia de un material a una fuerza estática o gradualmente aplicada.

- La barra con una mayor deformación tanto en longitud como en diámetro fue el acero, de lo que podemos concluir según el ensayo que el acero tiene una mayor resistencia en comparación con el aluminio y el latón.

- Los materiales entre más densos menos esfuerzo y tienden a deformarse más.

- Los tipos de fractura de cada una de las barras mostraron características muy diferentes tanto en la superficie como en la forma. 3. ENSAYO DE FLEXION La prueba de flexión en polímeros es una prueba cuasiestática que determina el módulo de flexión, el estrés de flexión y la deformación por flexión en una muestra polimérica. Los resultados de esta prueba describen el comportamiento de un polímero a través de un diagrama de estrés-deformación, al igual que las pruebas de ´tracción y compresión. Un polímero tiene resistencia a la flexión si es capaz de soportar cargas que provoquen momentos flectores en su sección transversal. El ensayo hace que la probeta experimente un esfuerzo de compresión en la superficie cóncava y un esfuerzo de tensión en la convexa. A través de la prueba de flexión podemos obtener información de su módulo de elasticidad, el cual indica si el material es rígido o flexible. Estas propiedades dependen de la estructura interna que posean los plásticos, los cuales se pueden clasificar en tres grandes grupos: termoplásticos, termoestables y cauchos o elastómeros. Los elastómeros poseen una estructura reticulada que les proporciona elasticidad a temperatura ambiente, y a su vez, esos puntos de unión entre sus cadenas moleculares hacen que sean infusibles e insolubles. Los materiales termoplásticos, con estructura no reticulada, también presentan distintos comportamientos según sean: amorfos (como el PMMA, PS, PVC) o parcialmente cristalinos (PA, PP, PE). La reticulación de los materiales termoestables es aún más densa lo que les confiere rigidez y fragilidad Los objetivos de los ensayos de flexión son principalmente dos: - Determinar una curva carga-desplazamiento del prototipo. - Determinar la distribución de deformaciones y de tensiones en la muestra al estar solicitado el elemento a flexión.

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3.1 LAS NORMAS PARA ESTA PRUEBA SON: ISO 178 (2001) Revisión alemana DIN EN ISO 178 (2002): Deformación en pruebas de flexión de polímeros. DIN EN 63 (1977): Deformación en pruebas de flexión para polímeros reforzados con fibra de vidrio. DIN 53423 (1975): Deformación en pruebas de flexión para polímeros espumados. Existen 2 variantes para la prueba, con tres puntos de apoyo y 4 puntos de apoyo o con un punto g, si así se requiere. Las ventajas de la prueba con 4 puntos incluyen la eliminación del cálculo el momento de flexión pues este es constante, además que el corte entre los apoyos es constante, la exactitud es mayor, sin embargo la instalación de la prueba con 4 puntos es más complicada y el costo de los equipos de 4 puntos es mayor. Las ventajas de la prueba con 4 puntos incluyen la eliminación del cálculo el momento de flexión pues este es constante, además que el corte entre los apoyos es constante, la exactitud es mayor, sin embargo la instalación de la prueba con 4 puntos es más complicada y el costo de los equipos de 4 puntos es mayor.

3.2 ESQUEMA GENERAL DEL ENSAYO DE FLEXIÓN El rasgo más destacado es que un objeto sometido a flexión presenta una superficie de puntos llamada fibra neutra tal que la distancia a lo largo de cualquier curva contenida en ella no varía con respecto al valor antes de la deformación. Cualquier esfuerzo que provoca flexión se denomina momento flector.

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Las vigas o arcos son elementos estructurales pensados para que trabajar predominantemente en flexión. Geométricamente son prismas mecánicos cuya rigidez depende, entre otras cosas, del momento de inercia de la sección transversal de las vigas. Existen dos hipótesis cinemáticas comunes para representar la flexión de vigas y arcos.

3.3 MÁQUINAS EMPLEADAS EN EL ENSAYO DE FLEXIÓN. Los ensayos de flexión de 3 puntos descritos en ISO 178 y ASTM D 790 representan los métodos clásicos de caracterización para plásticos rígidos y semi rígidos. Resultados típicos son el módulo de flexión, la tensión al 3,5% de deformación así como tensiones y alargamientos en el límite elástico y en rotura de la probeta. Los resultados del ensayo de flexión muestran de forma especial el comportamiento del material cerca de la superficie de la probeta. En comparación con el ensayo de tracción, las flexiones medidas en el ensayo de flexión son aproximadamente cuatro veces mayores que los cambios de longitud en el ensayo de tracción. Las máquinas de ensayo más innovadoras compensan la deformación del bastidor, del captador de fuerza y de la fijación con ayuda del software de ensayo. Ello posibilita en gran medida la medición exacta a través del captador de fuerza del travesaño de la máquina de ensayo. En consecuencia, el manejo de la máquina de ensayo se facilita especialmente para los fines de asesoramiento de calidad. F= carga L= distancia entre soportes w= profundidad h= espesor M= máximo momento de flexión I= distancia del centroide a la probeta a analizar F= carga aplicada B y h= ancho y altura de la viga, r= radio si fuese circular

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3.4 CONCLUSIONES DEL ENSAYO DE FLEXION Los resultados de esta prueba describen el comportamiento de un polímero a través de un diagrama de esfuerzo-deformación, al igual que las pruebas de tracción y compresión. Esfuerzos típicos de resistencia a la flexión y módulo de flexión de polímeros.

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4. ENSAYO DE IMPACTO (ISO 179, 180, ASTM D-256, D-618 ) Es un ensayo de fractura a alta velocidad en los que se determina la energía necesaria para romper un material. Los parámetros asociados a esta energía son: la resistencia a la rotura y la tenacidad. La temperatura a la que se realiza el ensayo juega un importante papel, ya que temperaturas bajas aumentan la fragilidad del material como consecuencia de la baja movilidad de las cadenas macromoleculares.

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5. ENSAYO DE DUREZA Se realiza este ensayo con un penetrador o un identador que se presiona contra el material en unas condiciones específicas. Se determina la dureza por la profundidad de la penetración o el diámetro de la huella de acuerdo con la norma a seguir. La dureza de un material está asociada a la resistencia al rayado y la resistencia a la abrasión. -

Este ensayo presenta gran interés en el seguimiento de curado de una resina termo fija.

-

Existen varios procedimientos para hacer el ensayo:



Método de dureza por presión de bola (ISO 2039-1; DIN 53456)



Método Shore (ISO 868; DIN 53505; ASTM D 2240)

En los cauchos, el método más popular para medir la dureza de la goma es el Shore A basado en la medición de la penetración de un vástago de 1,25 mm de diámetro, terminado en una punta troncocónica, contra la reacción de un resorte metálico calibrado. Las unidades son arbitrarias; para gomas duras, de dureza Shore A superior a 90-95, se recomienda el durómetro Shore D, en el que el resorte ejerce una fuerza mayor y la punta del vástago es cónica. Ambos métodos están descritos en la norma UNE 53510.; DIN 53505.

Ensayo de dureza (DUROMETRO)

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6. EL ENSAYO DE ABRASIÓN (ISO 3537; DIN 5237; ASTM D-1044) La abrasión es un proceso por el que la superficie de un material se desgasta por rozamiento. Este ensayo esté relacionado con la dureza del material y consiste en frotar el material con un abrasivo en una lijadora de Taber y registrar la pérdida de masa originada. La muestra se monta en un disco giratorio, se aplican cargas en forma de pesas que empujan las ruedas abrasivas contra la muestra, y tras un número de ciclos determinado se detiene el ensayo. El resultado del ensayo se cuantifica como la pérdida de masa en mg /1000ciclos. En los cauchos se realiza el ensayo con el método del cilindro con tela abrasiva (figura7) en la norma ISO 4649. UNE 53527. En él se hace que una probeta cilíndrica se desplace longitudinalmente sobre un cilindro cubierto con una tela de esmeril y dotado de un movimiento de rotación, de tal manera que la probeta efectúa un recorrido de 40 m sin pasar nunca por la misma posición anterior. Para definir el poder abrasivo de la tela de esmeril, se realiza periódicamente un ensayo con un vulcanizado patrón; los resultados se expresan por la pérdida de volumen, en  , o por el índice de resistencia a la abrasión, que viene dado por la relación entre la pérdida sufrida por la probeta y la sufrida por otro vulcanizado patrón, distinto al antes citado.

Figura 7.- Abrasímetro de cilindro con tela abrasiva

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7. ENSAYOS DE FATIGA (ISO 3385, ASTM D-430 y D-813) Fatiga es el término utilizado para expresar el número de ciclos que puede soportar una muestra sin fracturar. Las fracturas por fatiga dependen de la temperatura, la tensión, la frecuencia, amplitud y modo de aplicación del esfuerzo. Si la carga (esfuerzo) no supera el límite de elasticidad, el material puede resistir muchos ciclos de esfuerzo sin fallar. En los cauchos se utiliza la máquina De Mattia, en sus dos versiones, agrietamiento por flexión (UNE 53513) y propagación de grietas por flexión (UNE 53512). Se utilizan como probetas, tiras de 150 x 25 x 6,35 mm) con un canal semicircular central por las que son flexionadas en un ángulo de 180º a razón de 300 ciclos/min (5 Hz).

FATIGA

8. ENSAYO DE CIZALLA (ASTM 732) La resistencia a la cizalla es la carga máxima (tensión) necesaria para producir una fractura mediante una acción de cizalla. Para calcular la resistencia a la cizalla se divide la fuerza aplicada por el área de la sección transversal de la muestra sometida a un esfuerzo constante.

ASTM 732 Resistencia a la cizalla de plásticos reforzados laminados

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B.





El comportamiento térmico

Dada la gran sensibilidad que presentan los plásticos frente a la temperatura, la caracterización térmica es tan importante como la mecánica. Las técnicas de Termo análisis proporcionan gran cantidad de información sobre la estructura y composición del plástico. Por ejemplo, mediante termo gravimetría (TG) se puede conocer si el material es puro o contiene cargas u otras materias inorgánicas. La estructura amorfa o cristalina de los Termo plástico se observa claramente mediante DSC, así como la temperatura de fusión, en el caso de los parcialmente cristalinos, la temperatura de transición vítrea, el calor específico, entalpías de fusión etc. La determinación del índice de fluidez proporciona información sobre el peso molecular del polímero y su fluidez en estado fundido; y otra de las características interesantes en vista a una aplicación práctica es la temperatura de reblandecimiento del material, la cual nos da una idea sobre el intervalo de temperatura de uso. Esta temperatura la podemos obtener mediante el método Vicat, análisis termo mecánico o deflexión bajo carga.

1.

TEMPERATURA DE REBLANDECIMIENTO VICAT

(UNE-EN-ISO306; DIN 53460; ASTM D1525) Este método se aplica fundamentalmente a los plásticos termoplásticos. El punto de reblandecimiento de los polímeros relativamente blandos es la temperatura a la cual una aguja de punta plana con una sección de 1 mm penetra 1 mm en una muestra de ensayo bajo la acción de una carga determinada, que es de 1kg habitualmente. Se coloca la aguja con la carga determinada sobre la muestra como se ve en la figura. La temperatura del baño se eleva a una velocidad determinada, siendo la temperatura a la que la aguja penetra 1 mm el punto de reblandecimiento de Vicat.

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2.





RESISTENCIA A LA DEFORMACIÓN POR CALOR, ENSAYO MARTENS

( DIN (53462) Este método se aplica principalmente a plásticos rígidos (termoplásticos otermoestables), resultando inadecuado para plásticos tenaces o deformables, siendo de utilidad en el control de masas y materiales de inyección. Tanto la temperatura Vicat como la HDT están íntimamente relacionadas con la Tg o con la Tf, siendo una medida indirecta de las mismas. Cuanto mayor sean la temperatura Vicat y la HDT, mayores son las temperaturas de transformación del material.

3.

TEMPERATURA DE DEFLEXIÓN BAJO CARGA

(ISO 75; DIN 53461; ASTM D-648) Es la máxima temperatura contínua de trabajo que puede soportar un material. El ensayo se realiza colocando una probeta sobre la que se ejerce una presión y se eleva la temperatura 2º C por minuto y se registra el valor al que flexiona la muestra 0.25 mm. Esta es la temperatura de deflexión. En la figura 8 se muestra el ensayo realizado con materiales de diferente naturaleza.

Figura 8.- Equipo de ensayo de deflexión por calor

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4.





CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

(ASTM C 177) La conductividad térmica es la velocidad de transmisión de energía calorífica de una molécula a otra. Se efectúa situando en sándwich dos probetas entre tres planchas metálicas de Poensgen, la central calefactora y las externas refrigerantes, situando el conjunto en un aislante térmico. Las temperaturas superficiales se miden con termoelementos, con diferenciales entre la cara caliente y fría de la probeta de 10 K y la conductividad se mide en relación con el flujo térmico.

El aporte de calor se lleva a cabo mediante un anillo calefactor (resistencia), todo ello adecuadamente aislado para evitar pérdidas caloríficas y eliminar la influencia de factores externos. En general se desarrolla el ensayo en tres temperaturas distintas, evaluándose el parámetro λ (conductividad térmica) en W/ (m. K), midiendo las temperaturas en la superficie de las probetas y aplicando la siguiente expresión:



          

siendo : Q= flujo térmico en W. A= área de la plancha calefactora en  .  = espesor medio de las probetas 1 y 2.  = temperatura media de las superficies de las probetas en contacto con la plancha

calefactora en K.

 = temperatura media de la superficie de la probeta en contacto con la superficie

aislante en K.

Máquina para Ensayo de conductividad térmica

33

5.





ENSAYO DE INFLAMABILIDAD

(ISO 181, 871, 1210, ASTM 0-635, D-568, E-84) Inflamabilidad, también llamada ignifugación, es la capacidad que presenta un material para soportar la combustión. Existen varias maneras para determinar esta característica. En una de ellas se aplica una llama a una tira de plástico, se retira la llama y se determina el tiempo y la cantidad de material consumido. Los resultados se expresan en mm/mm.

Maquinaria automática GT-C32 de la prueba de la inflamabilidad de 45 grados

5.1

DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DE DEFORMACIÓN POR CALOR

DIN 53461 El ensayo se monta situando la probeta de canto en un baño (de aceite de silicona) a 100 mm de distancia entre apoyos y se aplica la fuerza en el centro de la probeta mediante un peso. La temperatura de deformación se mide al alcanzar una flecha específica correspondiente a la altura de la probeta.

34

1.





TEMPERATURA DE ABLANDAMIENTO VICAT ASTM D 1525

Con la probeta sumergida en un líquido de acondicionamiento térmico, el ensayo se realiza mediante la presión de un punzón cilíndrico de acero, cargado con un peso constante, cuya punta tiene una superficie de apoyo de 1 mm y se inicia a unos 50 K por debajo del Vicat esperado, incrementando luego la temperatura a razón de 50 K/hora o 120 K/hora, hasta que el punzón penetra hasta 10,1 mm. 

Intervalos de temperatura de uso. Son las temperaturas máximas en que una pieza de un plástico no rebasa la deformación o tensión admisibles como consecuencia de la pérdida de módulo elástico, y mínima en que no se produce una fragilización importante. Como dependen también del nivel de solicitación, estos datos tienen una validez relativa y para determinarlos en función de las cargas es mejor tomar como guía el ensayo de vibración torsional arriba descrito. Ensayo de conductividad térmica- Se efectúa situando en sándwich dos probetas entre tres planchas metálicas de Poensgen, la central calefactora y las externas refrigerantes, situando el conjunto en un aislante térmico. Las temperaturas superficiales se miden con termoelementos, con diferenciales entre la cara caliente y fría de la probeta de 10 K y la conductividad se mide en relación con el flujo térmico. Medición del coeficiente de dilatación lineal- Debe tenerse en cuenta, al utilizar el dilatómetro para metales que, debido a la contracción posterior y a la absorción de humedad, los plásticos dan errores mayores. Puede efectuarse el ensayo por aumento constante de la temperatura (1 K/min), o bien por medición entre dos puntos a dos temperaturas y se determina el coeficiente durante el calentamiento y enfriamiento posterior, sin que en el intervalo de temperaturas elegido puedan ocurrir cambios de estado (puntos de transición térmica).

2.

EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO AL FUEGO

El comportamiento frente a la llama de pende de varios factores: el espesor del material, si existe un porcentaje elevado de cargas inertes o de absorción de humedad (PA) y, en el caso de los composites, del porcentaje de fibras. Si éstas superan el 50% en volumen, el material arde con dificultad y sólo superficialmente (la matriz en superficie) y luego es incombustible. 

ENSAYOS DE COMBUSTIBILIDAD Existen varios ensayos cuya aplicación depende de la legislación de cada país. El más universal es el de la norma UL 94 V de los Underwriters Laboratories , que usa 5 probetas de 127 mm suspendidas verticalmente sobre un mechero en una vitrina sin tiro de aire.

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La distancia de la boca de la llama, de 19 mm de longitud, al extremo inferior de la probeta es de 9,5mm y se somete al fuego dos veces durante 10 seg. La clasificación depende de los tiempos en que continúa encendida la probeta (si arde), de si se quema por completo o de si se funde y gotea. 6. ENSAYOS DE ENVEJECIMIENTO 6.1. EN VEJECIMIENTO A LA INTEMPERIE (ISO 45, 85,4582, 4607, ASTM D-1435 y G-23) Se realiza el ensayo de manera acelerada en lugares en los que el plástico está expuesto a un grado considerable de calor, humedad y luz solar. Se determinan las variaciones de color, grietas, roturas y pérdidas de propiedades físicas. 6.2 RESISTENCIA A LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA (ASTM G-23 y D-2565) Se realiza el ensayo en una cámara con luz de arco voltaico Xenón 6.3 ENSAYO DE ABSORCIÓN DE AGUA (ISO 62, 585, 960, ASTM D-570) 6.4 ENSAYO DE PERMEABILIDAD (ISO 2556, ASTM D-1434 y E-96)

Ensayos de envejecimiento de componentes de plástico a diferentes condiciones de temperatura y humedad.

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C. Comportamiento Eléctrico En general, la estructura interna de los materiales poliméricos presenta enlace covalente entre sus átomos. Tienen un comportamiento aislante ó dieléctrico debido a la escasez de electrones libres que puedan participar en la conducción. Estas propiedades dieléctricas se utilizan en electrónica, por ejemplo, entre las placas de algunos condensadores, para el aislamiento de hilos conductores, cables, motores, etc. Existen polímeros conductores, desarrollados en los últimos años, que presentan conductividades eléctricas similares a la de los conductores metálicos. Por ejemplo, se ha obtenido este comportamiento en el poli acetileno, poliparafenileno, poli pirrol y la poli anilina, dopados con las impurezas apropiadas. Presentan algunas ventajas sobre los conductores metálicos, sobre todo gracias a su baja densidad y su alta flexibilidad. No se conoce bien el mecanismo por el que se generan los portadores en los polímeros, cuya estructura de bandas es propia de los aislantes eléctricos. Básicamente, los átomos dopantes provocan la creación de nuevas bandas de energía que se solapan con las bandas de energía y conducción del polímero, lo que produce una banda de conducción o de valencia parcialmente llena. De este modo se libera gran cantidad de electrones y huecos a temperatura ambiente. También se pueden sintetizar polímeros con propiedades semiconductoras, siendo de tipo n o de tipo p, según el dopante que se utilice. A diferencia de los semiconductores convencionales, los átomos dopantes no se difunden por sustitución. Los materiales cerámicos presentan una resistividad eléctrica alta a bajas temperaturas, por lo que son utilizados como aislantes en muchas aplicaciones. La movilidad de los electrones se reduce debido al enlace iónico o fuertemente covalente. La porosidad es un factor que reduce la resistividad. Son de frecuente utilización en capacitores eléctricos y en tendidos de alto voltaje. En la estructura de bandas existe un intervalo prohibido de energía que se debe superar para que los electrones accedan a los primeros estados de la banda de conducción. Cuanto mayor sea este intervalo de energía, el aislamiento eléctrico del material será mayor. También presentan propiedades semiconductoras, cuando el enlace es predominantemente covalente y los electrones de valencia no están fuertemente ligados a los átomos. Los electrones son desligados más fácilmente por excitación térmica que en el caso de las cerámicas aislantes. Estas cerámicas semiconductoras son utilizadas en la fabricación de termistores, principalmente con soluciones sólidas de óxidos sinterizados de Mn, Ni, Fe, Co y Cu. Los materiales cerámicos tienen momentos dipolares mayores que los polímeros y, por tanto, mayor constante dieléctrica.

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1.





ENSAYOS ELÉCTRICOS

1.1 Constante dieléctrica o permisividad (ISO 1325, ASTM D-150) La constante dieléctrica es un parámetro importante en los plásticos de cara a su utilización como aislante. Las propiedades dieléctricas dependen de factores como la frecuencia, intensidad del campo eléctrico, la temperatura, la humedad, tensiones mecánicas y la isotropía del plástico, por lo que el ensayo debe adaptarse a las condiciones de uso del material. La constante dieléctrica es un índice de del grado de polarización del aislante, siendo el cociente entre la capacidad del condensador con el plástico como dieléctrico y la capacidad de los electrodos dispuestos en el vacío en unas condiciones de ensayo determinadas.

Figura 9.-Esquema del ensayo de determinación de la constante dieléctrica

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1.2 FACTOR DE DISIPACIÓN (ASTM D-1SO) El factor de disipación representa una medida de la potencia (vatios) perdida en el aislante plástico. Para su determinación se realiza una prueba similar a la de la determinación de la constante dieléctrica. Los plásticos con factor de disipación bajo desperdician poca energía y no se calientan. Esto es un inconveniente para sellarlos térmicamente por calentamiento con alta frecuencia. 1.2 RIGIDEZ DIELÉCTRICA Al aumentar la diferencia de potencial entre dos electrodos separados por un material aislante se produce una perforación en éste y, a veces, una descarga a través del aire en su superficie. Este voltaje de perforación o disruptivo, dividido por el espesor del material define la rigidez dieléctrica, que no es la misma para todos los espesores. Para el ensayo se utilizan varios tipos de electrodo: de plancha contra plancha P/P, de bola contra bola B/B o de bola contra plancha B/P, siendo el más frecuente el B20/P50 en aceite de transformador (bola Ø20 mm/plancha Ø50 mm) y probeta de s = 3 mm. Se utiliza voltaje alterno técnico incrementando desde cero hasta producir la perforación. 1.3 RESISTENCIA SUPERFICIAL ESPECÍFICA Al colocar dos electrodos sobre una placa de plástico, la corriente circula por la superficie de la misma y también por el interior. Esta resistencia aumenta cuando disminuye el espesor de la probeta, el ancho de los electrodos y el voltaje aplicado. Influyen además la humedad de la probeta y del aire, así como la contaminación o suciedad superficial del plástico .

Los electrodos suelen ser dos cuchillas metálicas elásticas o trazos adherentes de plata.

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1.4 RESISTENCIA TRANSVERSAL ESPECÍFICA En este caso, el electrodo es un disco con anillo de protección de toma de tierra y el contraelectrodo una placa con pies aislantes, situándose entrambos una probeta con una presión de 0,2 N/cm. Si el contacto no es perfecto se aplican trazos de plata adherente. La resistencia transversal se calcula por la resistencia medida, multiplicada por la superficie y dividida por el espesor de la probeta. 1.5 FORMACIÓN DE CAMINOS DE FUGA Éstos resultan de la formación de atajos conductores en la superficie del plástico (tracking) y se ensaya con una disposición en la que sobre la probeta contactan dos electrodos en forma de cuchilla inclinados a 30 y separados por 40,1 mm. En la franja entre ambos se dejan caer gotas de una solución de NH4Cl al 0,1% o con otros aditivos a intervalos de 30 s. En la determinación de índice comparativo (CTI) se halla el voltaje máximo después de 50 gotas sin formar camino de fuga con erosión superficial. 1.5 ENSAYOS DE FRICCIÓN Y DESGASTE Para obtener estas características deben relacionarse los pares de materiales entre los que se produce la fricción, teniendo en cuenta la temperatura, calidad y presiones superficiales y velocidad de deslizamiento. Los ensayos se efectúan con discos abrasivos Böhme o con volantes de fricción.

2. ENSAYOS OPTICOS 2.1 BRILLO (DIN 67530; ASTM D 523) El brillo está asociado a la capacidad de una superficie de reflejar la luz incidente.

Figura 10.- Esquema del equipo de determinación del brillo

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2.2 ÍNDICE DE REFRACCIÓN ( DIN 53491, ASTM D 542) Es una medida de la capacidad del polímero de desviar la luz cuando pasa a través del mismo. Mediante el índice de refracción pueden identificarse diferentes plásticos así como comprobar la polimerización de los mismos, y representa un ensayo importante en el control de la producción de los cristales orgánicos de uso en óptica. El ensayo se ejecuta mediante un refractómetro Abbe con prismas con sistema de calentamiento-enfriamiento, aunque para mayores exigencias pueden utilizarse refractómetros de inmersión con acondicionamiento térmico. Como fuente de luz puede utilizarse la luz diurna lámpara incandescente, para luz monocromática lámparas de sodio.  

2.3 TRANSMISIÓN DE LUZ

 

(ASTM D 1003) Representa la reducción de intensidad de un rayo luminoso al atravesar una probeta o pieza de plástico como consecuencia de la absorción y reflexión. Depende del espesor de la pieza, del grado de cristalinidad, de la pureza,..etc. La transmisión de luz se expresa en %, utilizando en comparaciones simples los términos: muy transparente, transparente, traslúcido y opaco. 

Siendo:

 

 = intensidad de la luz antes de la probeta  = intensidad de luz después de atravesar la probeta

Los plásticos amorfos sin carga son los más transparentes 2. ENSAYOS DE RECEPCIÓN DEL MATERIAL 2.1. EN PLÁSTICOS Generalmente los transformadores de plásticos aceptan como reales las especificaciones de la granza suministrada por el fabricante. Pero es conveniente realizar cada cierto tiempo controles de la homogeneidad del material, si el transformador trabaja en continuo, ya que una variación en las propiedades físicas del material como la forma, tamaño, densidad aparente y fluidez del material puede dar lugar a variaciones en las características del material transformado. Por tanto, son estos parámetros los que se controlan sobre el material no transformado.

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2.1.1 Determinación de la viscosidad. Índice de fluidez (ISO 1113, ASTMD-1238) El índice de fluidez es una medida de la viscosidad del fundido de un polímero. Es un factor muy importante a tener en cuenta en el momento de procesar un material. La determinación del índice de fluidez MFI en materiales termoplásticos se lleva a cabo mediante visco simetría a temperaturas determinadas y con velocidades de cizallamiento bajas, por lo que generalmente los valores obtenidos solo sirven de referencia cuando se aplican a los procesos de transformación con altas velocidades de cizalla, como son la inyección o extrusión. En general un elevado peso molecular promedio del material a ensayar se traduce en bajos índices de fluidez, y pesos moleculares promedio bajos se corresponden con elevados índices de fluidez. Con la información de los índices de fluidez de antes y después de la transformación, pueden observarse conclusiones acerca de la degradación sufrida durante el proceso. 2.1.2. Determinación de la densidad (ISO1183, DIN 53479, ASTM D 792) 2.1.3. Determinación del grado de humedad (UNE 53028, DIN 53495, ISO 62) La humedad de la granza afecta directamente a la fluidez del plástico. Un cierto grado de humedad favorece la fluidez del fundido, pero un exceso puede provocar defectos motivados por burbujas y ráfagas en las piezas transformadas. Cuando sea necesario deberá realizar secados del material o utilizar máquinas desgasificadoras. La determinación del contenido de humedad es un ensayo sencillo, en el cual se pesa una cantidad de masa de moldeo antes y después de un proceso de secado hasta peso constante. El resultado en % indica el contenido de humedad.

2.2. En cauchos 2.2.1 Determinación de la viscosidad (ASTM D 2084-75) La determinación de la viscosidad de un caucho se lleva a cabo en vulcámetros, reómetros ocurómetros Uno de los aparatos más conocidos es el Reómetro Monsanto.

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En él la mezcla se dispone en una cavidad mantenida a una temperatura prefijada, en cuyo interior un rotor bicónico oscila con una amplitud de 1º, 3º o 5º,, a elección, y con una frecuencia de100 ciclos por minuto. Del registro del par resistente en función del tiempo de calentamiento a la temperatura elegida, se pueden medir varios parámetros. 

el par mínimo (ML) , que da una indicación de la viscosidad de la mezcla



el par máximo (MH) , que es proporcional a la rigidez del vulcanizado



la diferencia entre par máximo y mínimo (MH-ML), que da idea del grado de entrecruzamiento alcanzado

Figura 11.- Par mínimo y par máximo

3. ENSAYO EN PIEZAS ACABADAS Las propiedades finales del producto terminado dependen en cierto modo de su diseño geométrico y de las condiciones de fabricación. Los ensayos realizados sobre probetas, son orientativos de las propiedades finales del producto por eso conviene realizar también ensayos sobre las piezas terminadas. Los ensayos sobre las propias piezas a su vez se diferencian entre ensayos no destructivos y ensayos destructivos. Los primeros tienen como finalidad obtener información acerca de la calidad de las piezas sobre aspectos como, la coloración, fallos visuales de moldeo, rechupes, etc., y se realizan por simple inspección visual de las piezas. Otros tipos de ensayos no destructivos son el control del peso de la pieza, control dimensional (posibles contracciones), ensayos ópticos de las tensiones en piezas transparentes que informan sobre las orientaciones de las moléculas, y ensayos radiográficos y de ultrasonidos que detectan defectos internos en las piezas (burbujas, micro grietas, etc.)

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3.1. EN PLÁSTICOS Entre los ensayos destructivos aplicados a las piezas de plástico, se tienen los ensayos para la determinación de las tensiones internas, ya que estas afectan negativamente en las propiedades mecánicas de las piezas inyectadas, así como provocan contracciones y alabeospor efecto de la temperatura y disminuyen la resistencia a la tenso fisuración. Así su conocimiento y cuantificación permite corregir condiciones de transformación que minimicen dichas tensiones internas. 3.1.1 RESISTENCIA A LA TENSO FISURACIÓN EN MEDIOS ACTIVOS (ESC) Determinados medios químicos favorecen notablemente la fisuración, de manera que piezas obtenidas por inyección y en contacto con medios químicos no se ven alteradas, sin embargo basta modificar alguna condición de la fabricación para que aparezcan fisuras en las mismas. Esto permite utilizarlo en el control de calidad de la transformación mediante ensayos de tensión o fisuración. Los estudios se llevan a cabo sometiendo las probetas durante un cierto tiempo a esfuerzos (tracción, etc.) en medios agresivos químicos. Se determinan los cambios de las propiedades mecánicas elegidas, comparándolas con las propiedades realizadas en el aire. 3.2.EN CAUCHOS 3.2.1. ENSAYO DE HINCHAMIENTO (DIN 53521) Una limitación frecuente de los artículos de caucho es la variación de dimensiones y de características mecánicas que experimentan después de un contacto prolongado con diversos líquidos, especialmente líquidos hidrocarbonados, contacto que puede ser requerido por las condiciones de servicio. Por ello, la norma UNE 53540 regula la realización de los ensayos de comportamiento de los vulcanizados frente a líquidos; describe los siguientes métodos de evaluación: 





determinación del cambio de volumen, del cambio de masa o de los cambios dimensionales tras la inmersión determinación de la materia soluble extraída determinación de los cambios en las propiedades físicas (por lo general dureza y características en tracción) tras la inmersión o y el secado posterior.

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La difusión de un líquido hacia el interior de un vulcanizado es un proceso que requiere tiempo, aún con las probetas delgadas (espesor máximo 2 mm) que se emplean en los ensayos normalizados, dependiendo este tiempo de la naturaleza del vulcanizado, de la del líquido y de la de éste que, a su vez, es función de la temperatura. En consecuencia, no es posible fijar de antemano con carácter general la duración y temperatura de los ensayos, que deberán ser establecidas en cada caso, por ejemplo por la especificación correspondiente. La norma se limita a indicar varias temperaturas y períodos de ensayo preferidos y llama la atención sobre la conveniencia de prolongar el ensayo hasta que se alcance el estado de equilibrio. La variación del volumen es el resultado de dos procesos contrarios, por un lado el hinchamiento debido a la absorción del líquido por el vulcanizado y, por otro, en muchos casos una extracción de alguno de los componentes del vulcanizado, que da lugar a una contracción; según predomine uno u otro, el resultado final será un aumento o una disminución del volumen. Con frecuencia, la velocidad de ambos procesos es distinta, con lo que si, por ejemplo, el equilibrio de hinchamiento se alcanza antes que la extracción total, el volumen pasará por un valor máximo, para ir después disminuyendo hasta que se completa la extracción. Por ello, en algunas especificaciones, por ejemplo de algunas juntas en las que el valor máximo del hinchamiento podría dar lugar a que se salieran de su alojamiento, se especifica que el hinchamiento no deberá superar dicho límite a lo largo de todo el ensayo, lo que obliga a realizar determinaciones a tiempos intermedios. Si el líquido utilizado es volátil, se puede determinar la materia extraída, por evaporación del líquido al terminar el ensayo de extracción. Cuando el líquido es volátil y el contacto con el mismo durante el servicio no es continuo, la extracción del plastificante puede dar lugar a un aumento de rigidez o a una pérdida de resistencia al frío que se pondrá de manifiesto una vez evaporado el líquido. Por eso se especifica a veces que la medición de las propiedades se haga no sólo después del hinchamiento, sino también después del hinchamiento y secado posterior. Según la norma, cuando se conoce el líquido con el que el artículo habrá de ponerse en contacto durante el servicio, los ensayos deben realizarse con ese líquido. Sin embargo, para poder describir de forma general el comportamiento de un determinado tipo de caucho, así como con fines de clasificación, se definen diversos líquidos de ensayo normalizados. UNE53540 define tres aceites, seis combustibles (más cuatro mezclas recomendadas con alcohol) y tres líquidos especiales. Los aceites se definen por su punto de anilina, su viscosidad cinemática y su punto de inflamación. Los tres tipos coinciden con los que se conocen generalmente como aceites ASTM números 1, 2 y 3, porque son los utilizados universalmente (también los ha adoptado la norma internacional ISO 1817). Debido a su contenido en hidrocarburos aromáticos poli cíclicos, según las nuevas reglamentaciones internacionales es preceptivo que algunos de los aceites se etiqueten con la designación R15 como " potencialmente cancerígenos ", por lo que algunos laboratorios se oponen a su empleo. Como consecuencia, los fabricantes de estos aceites decidieron en 1993 suspender su producción. Puesto que figuran en numerosas especificaciones, la ASTM (American Society for Testing and Materials) y la SAE (Society of Automotive Engineers ) propusieron e fines de 1994 su sustitución por los aceites designados IRM 902 y 903, que dan un grado de hinchamiento muy parecido, aunque no idéntico, a los ASTM anteriores. Los patrones de combustibles son:

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A - Isooctano (2,2,4-trimetilpentano) B - Mezcla de isooctano /tolueno 70/30 V/V C - Mezcla de isooctano /tolueno 50/50 V/V D - Mezcla de isooctano /tolueno 60/40 V/V E – Tolueno F - Mezcla de n-parafinas (C12 a C18)/ 1-metilnaftaleno 80/20 V/V. A y E son representantes de hidrocarburos alifáticos y aromáticos; B, C y D pretenden simular la diversidad de gasolinas actualmente en uso, y F quiere simular un combustible diesel. Además, se recomiendan distintas mezclas con etanol y metanol para simular los posibles combustibles a base de mezclas de gasolinas y alcohol (del tipo gasohol ), aún no suficientemente generalizadas ni tipificadas. Los líquidos especiales pretenden simular lubricantes sintéticos y aceites hidráulicos. 3.1.1. ENSAYO DE ADHERENCIA CAUCHO-METAL (ISO 814 e ISO 813, UNE 53565) La norma describe dos métodos de ensayo., el método A, que emplea como probeta una pieza de goma pegada a dos piezas metálicas , aplicándose la fuerza en sentido perpendicular a la superficie adherida (a), y el método B, que emplea una tira de goma pegada a una sola placa metálica aplicándose la fuerza bajo un ángulo de 90º (b) (ensayo de peladura o peeling ).

Figura 12. Probetas para la medición de la adherencia caucho-metal.

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Si la ruptura se realiza en el caucho, para medir la adherencia la norma ISO 5600 define el equipo, en el que las dos partes metálicas de la unión tienen una forma cónica (d) con lo que se produce una concentración de esfuerzos en la punta de cada cono que inicia el despegue, que luego se propaga al resto de la unión. 4. ENSAYOS DE ENVEJECIMIENTO 4.1.EN PLÁSTICOS 4.1.1.- ENVEJECIMIENTO A LA INTEMPERIE (ISO 45, 85,4582,4607, ASTM D-1435 y G-23) Se realiza el ensayo de manera acelerada en lugares en los que el plástico está expuesto a un grado considerable de calor, humedad y luz solar. Se determinan las variaciones de color, grietas, roturas y pérdidas de propiedades físicas. 4.1.2. RESISTENCIA A LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA (ASTM G-23 y D-2565) Se realiza el ensayo en una cámara con luz de arco voltaico Xenón . 4.1.3. ENSAYO DE ABSORCIÓN DE AGUA (ISO 62, 585, 960, ASTM D-570) 4.1.4.- ENSAYO DE PERMEABILIDAD (ISO 2556, ASTM D-1434 y E-96) 4.2. EN CAUCHOS 4.2.1. A LA INTEMPERIE Uno de los factores que puede activar la degradación de los artículos de caucho es su Exposición a la intemperie. Aunque la norma UNE 53572 se basa en esta exposición, fijando las condiciones de la misma, el ensayo requiere un mínimo de seis semanas, por lo que e spoco apropiado para un ensayo de control de calidad.

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4.2.2. TÉRMICO El ensayo de envejecimiento acelerado más general en cauchos es el de la norma UNE 53548, consistente en mantener las probetas en una estufa de aire caliente a la presión atmosférica. La norma no especifica tiempos ni temperaturas, aunque indica algunos valores recomendados; suelen ser frecuentes temperaturas de 70ºC o de 100ºC y tiempos de 3, 7, 10 y múltiplos de 7 días. Este ensayo no es muy reproducible a consecuencia de que no se siguen con rigor las prescripciones del ensayo normalizado en cuanto a características de la estufa ,régimen de renovación del aire, disposición de las probetas, etc. 4.2.3. CON OXÍGENO Y OZONO Existen otros métodos de envejecimiento acelerado aún más enérgicos , que sólo se utilizan para artículos especiales. Así, en el descrito en UNE 53519 el envejecimiento Se realiza en oxígeno a 70ºC y 20 atmósferas y en el descrito en UNE 53547, aún más enérgico, en aire a 125ºC y 5,5 atmósferas. Ensayos de agrietamiento por ozono, descritos en UNE 53558; hay que señalar que en la norma, al igual que en la ISO 1431 en que se basa, sólo se especifican los requisitos generales a observar en la realización del ensayo y, aunque se dan unas condiciones como más generalmente empleadas, se insiste repetidamente que corresponde a las especificaciones o a los interesados el fijar las condiciones de concentración de ozono, temperatura, deformación impuesta y duración del ensayo. 4.2.4. ENSAYO DE AUMENTO DE RIGIDEZ El aumento de rigidez se mide según la norma UNE 53568, basada en el conocido ensayo Gehman , consistente en medir primero el módulo en torsión a 23ºC (temperatura ambiente normalizada) y, después, determinar las temperaturas a las que dicho módulo alcanza un valor 2, 5, 10 y 100 veces superior al medido a 23ºC, designadas T2, T5, T10 y T 100 , respectivamente.

Ensayos de envejecimiento de componentes de plástico a diferentes condiciones de temperatura y humedad.

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5. ENSAYOS DE OLOR Clasificación en base a distintos grados de olor por parte de distintas personas, de muestras de plástico previamente encerradas al vacío a cierta temperatura.

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6. ENSAYO DE RESISTENCIA A LA LUZ Ensayos de simulación de envejecimiento a la luz de componentes plásticos.

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CONCLUSION Los polímeros han originado un impacto social y ambiental que ha generado aspectos positivos y en su gran mayoría negativos, ya que la eliminación de polímeros contribuye a la acumulación de basuras, las bolsas plásticas pueden causar asfixia si se recubre la cabeza con ellas y no se retira la cabeza a tiempo, entre otros. Las proteínas, que son los bloques para la construcción de los tejidos animales y vegetales, también los polímeros de conducción natural. Otros polímeros que ocurren naturalmente son la seda, el algodón, la lana y el almidón. Desde el principio de la década de 1930 los químicos han fabricado polímeros, tales como nylon, dacrón, Orión, plexiglás, hules, sintéticos y bakelita que no ocurren naturalmente. El peso molecular de los polímeros pueden ser por promedio de números y promedio de peso, éstos datos pueden dar una medida de la magnitud de la desintegración de los cromosomas (genes), es decir, del perjuicio que sufren por la radiación o por agentes químicos (drogas). Para que se dé el proceso de polimerización se necesita de una pequeña cantidad de un iniciador, entre los que se encuentran los próxidos. Aun hay mucho por estudiar y descubrir, podría decirse que es un área poco estudiada en comparación otras áreas de la química. Este artículo es una prueba de la aplicación, la importancia y de lo versátiles que pueden ser los polímeros, en este caso específico los tenemos como una herramienta en la industria farmacéutica. A pesar del impacto ecológico que algunos de los polímeros producen, es difícil imaginar nuestras vidas sin ellos, este tipo de materiales nos han cambiado la vida en muchos aspecto. Los polímeros industriales en general son malos conductores eléctricos, por lo que se emplean masivamente en la industria eléctrica y electrónica como materiales aislantes. Las baquelitas (resinas fenólicas) sustituyeron con ventaja a las porcelanas y el vidrio en el aparellaje de baja tensión hace ya muchos años; termoplásticos como el PVC y los PE, entre otros, se utilizan en la fabricación de cables eléctricos, llegando en la actualidad a tensiones de aplicación superiores a los 20 KV, y casi todas las carcasas de los equipos electrónicos se construyen en termoplásticos de magníficas propiedades mecánicas, además de eléctricas y de gran duración y resistencia al medio ambiente, como son, por ejemplo, las resinas ABS. Para evitar cargas estáticas en aplicaciones que lo requieran, se ha utilizado el uso de antiestáticos que permite en la superficie del polímero una conducción parcial de cargas eléctricas.

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Evidentemente la principal desventaja de los materiales plásticos en estas aplicaciones está en relación a la pérdida de características mecánicas y geométricas con la temperatura. Sin embargo, ya se dispone de materiales que resisten sin problemas temperaturas relativamente elevadas (superiores a los 200 °C). LASPROPIEDADESMECÁNICAS Son una consecuencia directa de su composición así como de la estructura molecular tanto a nivel molecular como súper molecular. Actualmente las propiedades mecánicas de interés son las de los materiales polímeros y estas han de ser mejoradas mediante la modificación de la composición o morfología por ejemplo, cambiar la temperatura a la que los polímeros se ablandan y recuperan el estado de sólido elástico o también el grado global del orden tridimensional. Normalmente el incentivo de estudios sobre las propiedades mecánicas es generalmente debido a la necesidad de correlacionar la respuesta de diferentes materiales bajo un rango de condiciones con objeto de predecir el desempeño de estos polímeros en aplicaciones prácticas. Durante mucho tiempo los ensayos han sido realizados para comprender el comportamiento mecánico de los materiales plásticos a través de la deformación de la red de polímeros reticulados y cadenas moleculares enredadas, pero los esfuerzos para describir la deformación de otros polímeros sólidos en términos de procesos operando a escala molecular son más recientes. Por lo tanto se considerarán los diferentes tipos de respuesta mostrados por los polímeros sólidos a diferentes niveles de tensión aplicados; elasticidad, visco elasticidad, flujo plástico y fractura.

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CONCLUSIÓN PERSONAL Luego de haber confeccionado el presente trabajo, estoy en condiciones de apreciar que los polímeros son un material imprescindible en nuestra vida, el cual se encuentra presente en un sinfín de objetos de uso cotidiano. Por sus características y su bajo costo, podríamos decir que es un material prácticamente irremplazable, del cual difícilmente podríamos prescindir. Es aquí donde debemos tomar conciencia de que este material tan práctico, útil y barato puede, y de hecho lo está haciendo, causar estragos a nuestro planeta. Al ser la mayoría materiales derivados del petróleo, su biodegradabilidad está bastante comprometida y al arrojarlo junto con los residuos domiciliarios de todos los días, contribuimos en mayor o menor grado a la contaminación del planeta. Afortunadamente algunas personas del mundo, principalmente los habitantes de países desarrollados, han comenzado a tomar conciencia de los riesgos que puede acarrear el uso descontrolado de este tipo de materiales; concientizados han comenzado a reemplazar las bolsas plásticas por unas prácticas bolsas de papel madera, prefieren comprar envases de vidrio reciclables en vez de los molestos envases plásticos que, una vez consumido el contenido, resultan inútiles.

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BIBLIOGRAFÍA J.E.Mark;, A.Eisemberg; W.W. Graessley L. Mandelkern and co. ―Physical properties ofpolymers‖ ACS. Washington DC. 1993"Guía de materiales plásticos. Propiedades, ensayos, parámetros" Hellerich; Harsch; Haente.Hanser.ISBN: 84-87454-01-1 Martín,L. Apuntes del curso ―Experto Universitario en Plásticos y Cauchos‖

UNED.Madrid. 1992Royo J. Apuntes del curso ―Experto Universitario en Plásticos y Cauchos‖ UNED. Madrid. 1992Varios autores. ―Ciencia y tecnología de materiales poliméricos‖ Vol. II.

Instituto de Ciencia tecnología de Polímeros. CSIC. Madrid, 2004Richardson & Lokensgard. ―Industria del plástico‖ Ed. Paraninfo Medina J.M. Trabajo Fin de Curso de ―Experto Universitario en Plásticos y Cauchos‖ Baquero. S. Trabajo Fin de Curso de ―Experto Universitario en Plásticos y Cauchos‖

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Ensayo en Polimeros

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