Informe

PRACTICA Nº 5
Preparación, dureza y resistencia a la flexión de un Polimero.

I.- RESUMEN
Conocer las características físicas y químicas de un polímero.
II.- OBJETIVOS
2.1. Determinar la resistencia a la flexión del poliéster en Kg-f/cm2 para muestras rectangulares bajo la adecuación de la norma ASTM C – 293 y explicar el tipo de falla.
2.2. Entender la importanciade realizar pruebas de flexión en tres puntos en materiales de matriz polimérica.
2.3. Medir la dureza del material
2.4. Medir la cinética de polimerización

III.- MARCO TEORICO

La determinación de la dureza y la resistencia a la rotura es la medición de resistencia más simple en materiales.
El ensayo de flexión, es la resistencia a la fractura de un material bajo undoblado o carga flexional.
La medición es realizada en una barra larga de sección rectangular o circular usando una técnica de tres puntos de aplicación de carga; el esquema de aplicación de carga por tres puntos se ilustra en la Figura Nº 01. En el punto de aplicación de la carga, la superficie superior está sometida a un estado de compresión, mientras la superficie inferior está sometida atracción. La tensión se calcula a partir del espesor de la probeta, el momento de flexión y el momento de inercia de la sección.
F
L
R
b
d
Rectangular
Circular
F
L
R
b
d
Rectangular
Circular

Fig. Nº 01. Esquema para el ensayo de flexión en tres puntos, para probetas rectangulares y circulares.

El Módulo de rotura (o resistencia a la flexión), σmr, es:
Para sección rectangular:Para sección circular:
Donde:
P = Carga requerida para romper el espécimen
L = espaciamiento
b = ancho del espécimen
d = profundidad del espécimen
Nota: Las unidades usuales para el Módulo de rotura son: psi (lb/pulg2), N/mm2, ksi (1000lb/pulg2), Mpa, o Kg/cm2.

Los valores característicos del módulo de rotura para varios materiales cerámicos están tabulados en la Tabla Nº01. Puesto que durante la flexión una probeta está sometida tanto a esfuerzos de tracción como de compresión, la magnitud de su módulo de rotura es mayor que la resistencia a la tracción. Además, dependerá del tamaño de la probeta, al aumentar el volumen de la probeta (bajo carga) aumenta la severidad de los defectos y por consiguiente, el módulo de rotura disminuye. Para un mismo material laresistencia a la flexión está relacionada al nivel de absorción.

Tabla Nº 01: Módulos de rotura (resistencia a la flexión) y módulos de young (E) para ocho materiales cerámicos comunes:
Material | Módulo de rotura, σmr |
| Psi x 103 | MPa |
Carburo de titanio a (TiC) | 160 | 1100 |
Óxido de Aluminio a (Al2O3) | 30 – 50 | 200 – 345 |
Oxido de Berilio a (BeO) | 20 – 40 | 140 – 275 |Carburo de Silicio (SiC) | 25 | 170 |
Espinela a (MgAl2O4) | 13 | 90 |
Sílice vítrea | 16 | 110 |
Vidrio | 10 | 70 |

Fig. 02. Esquema para el ensayo de flexión en tres puntos, para probetas rectangular.

Fig. 03. Esquema para el ensayo de flexión en tres puntos, para probetas circulares y rectangulares.

POLIMERIZACIÓN POR CONDENSACIÓN
En este tipo de polimerización toman parte dosmoléculas con diferentes grupos funcionales. Al reaccionar se desprende una molécula más pequeña, que por lo general es agua.
Un ejemplo sencillo de una reacción de condensación es la del ácido acético (el ácido del vinagre) con el etanol (véase la figura 4).

Figura 4. En esta reacción de condensación, el agua se forma a partir del -H del ácido y el OH- del alcohol. Los dos fragmentosrestantes se reúnen para formar un éster.
El producto de una reacción como ésta (ácido + alcohol) es llamado genéricamente éster. El acetato de etilo es un éster.
Esta reacción, llamada de esterificación, es la base para la fabricación de las fibras poliéster. En este caso se toma una molécula con dos grupos carboxilo (un diácido), como el ácido tereftálico (véase la figura 5), y otra molécula...