Ensayos de porpiedades mecanicas de polimeros

1. OBJETIVO.
El objetivo de esta práctica es el estudio de las propiedades mecánicas de diversos materiales mediante los ensayos de tracción, dureza Shore e impacto por el método de Charpy. Los materiales a ensayar serán: policarbonato, poliamida, polipropileno, epoxy y epoxy reforzado.

2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS. Dureza Shore
En el sentido más amplio se entiende por dureza de un material laresistencia que opone a la deformación plástica superficial bajo cargas estática o dinámicas. No obstante, este concepto no es el usado en la práctica y se sustituye por otros más restringidos. Se define dureza como la resistencia que oponen los materiales a ser rayados o penetrados por otros. También se valora en función de la altura del rebote de un cuerpo al caer sobre la superficie del materialensayado. “La determinación de la dureza Shore A y D de los materiales plásticos y elastómeros vulcanizados” viene recogida en la Norma UNE 53-130-91 y consiste en evaluar la dureza superficial del material midiendo la profundidad que alcanza una punta de acero normalizada cuando se presiona contra el material. La superficie de apoyo y de la muestra deberán ser lisas y de caras paralelas. Eldurómetro se coloca sobre la muestra con paralelismo de caras con ayuda de un dispositivo apropiado. La presión aplicada por estos aparatos es de 12,5 N en la Shore A y de 50 N en la Shore D. El método Shore A se aplica a plásticos blandos, por ejemplo PVC plastificado. El método Shore D se emplea para plásticos más duros.
Ilustración 1 Durómetro Shore

La dureza Shore se expresa en unidades deShore A o D. Son posibles diferencias de 2-3 unidades Shore. Es muy importante realizar la medida siempre al mismo tiempo, 3 ó 15 s.

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Impacto Charpy
El ensayo de impacto se emplea para medir la capacidad de una muestra de aguantar un choque, tratándose pues de un ensayo a altas velocidades de deformación, en el cual las cadenas poliméricas no tienen tiempo de reordenarse llevando a una roturacatastrófica. La resistencia al impacto no es una propiedad fundamental del material y depende, entre otros factores, de la temperatura del ensayo, el grosor de la probeta, la geometría de la probeta, etc. Por lo tanto, los valores de resiliencia (J / mm²) obtenidos en ensayos de impacto no son utilizables para el cálculo o diseño de piezas. Sin embargo, permiten diferenciar entre plásticos atenor de su diferente sensibilidad al impacto con o sin entalla, por lo que son ampliamente utilizados como ensayos de control de calidad. Existen varios tipos de ensayos de impacto, no obstante, en esta práctica hemos empleado el impacto Charpy. La “Determinación de la resistencia al impacto de plásticos rígidos, según el método Charpy” viene recogida en la Norma UNE 53-021-81. En el impacto Charpylos extremos de las muestras descansan horizontalmente sobre apoyos y el martillo impacta en el punto central, entre los dos apoyos. Los ensayos de flexión-impacto pueden realizarse con o sin entalla, la cual actúa como concentrador de tensiones y por lo tanto como iniciador de la grieta. La entalla Ilustración 2 Esquema de un péndulo de Charpy puede tener diferentes geometrías (entalla en U o enV) y diferentes profundidades. Las probetas deben apoyarse de forma que la entalla quede en el lado opuesto al martillo del péndulo y con ambos ejes alineados. El ensayo en sí es muy sencillo y se basa en dejar caer el martillo desde una posición determinada de forma que al entrar en contacto con la probeta éste disponga de una energía cinética igual a la indicada en el péndulo. El péndulo rompela probeta y continúa su movimiento.

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Ensayo de tracción
El ensayo de tracción en ingeniería es ampliamente utilizado, pues suministra información sobre la resistencia de los materiales utilizados en el diseño y también para verificación de especificaciones de aceptación. Este ensayo queda recogido en la Norma UNE 53-023-86 y consiste en deformar una probeta, a lo largo de su eje mayor,...