Temperatura de transición vítrea
Las propiedades mecánicas de los polímeros son una de las características que los distinguen de las moléculas pequeñas.. Las propiedades mecánicas de un polímero se refieren a su comportamiento bajo tensión. Estas propiedades indican a un científico o ingeniero de polímeros muchas de las cosas que necesita saber a la hora de considerar cómo se puede utilizar un polímero.
El alargamiento hasta la rotura es la tensión que sufre una muestra cuando se rompe; normalmente se expresa en porcentaje. El alargamiento hasta la rotura se denomina a veces alargamiento final. Las fibras tienen un alargamiento a la rotura bajo y los elastómeros tienen un alargamiento a la rotura alto47.
El módulo de Young es la relación entre la tensión y la deformación. También se denomina módulo de elasticidad o módulo de tracción. El módulo de Young es la pendiente de una curva tensión-deformación. Las curvas tensión-deformación a menudo no son gráficas rectilíneas, lo que indica que el módulo cambia con la cantidad de deformación. En este caso, la pendiente inicial suele utilizarse como módulo, como se ilustra en el diagrama de la derecha.
La tenacidad de un material es el área bajo una curva de tensión-deformación. La tensión es proporcional a la fuerza de tracción sobre el material y la deformación es proporcional a su longitud. El área bajo la curva es entonces proporcional a la integral de la fuerza sobre la distancia que el polímero estira antes de romperse.
Efecto de la temperatura en la curva tensión-deformación
Este artículo presenta los resultados de un programa experimental para investigar el efecto de la temperatura en el rendimiento de los morteros de polímero epoxi y de poliéster insaturado (PM). El PM es un material compuesto en el que se utilizan materiales poliméricos para unir los áridos de forma similar a la utilizada en la preparación del hormigón de cemento Portland. Para ello, se prepararon probetas prismáticas y cilíndricas para ensayos de flexión y compresión, respectivamente, a diferentes temperaturas. Las mediciones del módulo elástico dependiente de la temperatura y de la resistencia a la compresión y a la flexión se realizaron utilizando una cámara termostática acoplada a una máquina de ensayo universal para un rango de temperaturas que variaba desde la temperatura ambiente hasta los 90 ºC. La resistencia a la flexión y a la compresión disminuye a medida que aumenta la temperatura, especialmente después de la HDT de la matriz. Los morteros de polímeros epoxi son más sensibles a la variación de la temperatura que los de poliéster insaturado.
Laboratorio de Mecánica Teórica y Aplicada – LMTA, Programa de Posgrado en Ingeniería Mecánica – PGMEC, Universidade Federal Fluminense – UFF, Rua Passo da Pátria, 156 Bloco E, Sala 216, Niteroi, RJ, Brasil
Propiedades mecánicas de los polímeros y los compuestos
Este artículo presenta los resultados de un programa experimental para investigar el efecto de la temperatura en el rendimiento de los morteros poliméricos (PM) de epoxi y de poliéster insaturado. El PM es un material compuesto en el que se utilizan materiales poliméricos para unir los áridos de forma similar a la utilizada en la preparación del hormigón de cemento Portland. Para ello, se prepararon probetas prismáticas y cilíndricas para ensayos de flexión y compresión, respectivamente, a diferentes temperaturas. Las mediciones del módulo elástico dependiente de la temperatura y de la resistencia a la compresión y a la flexión se realizaron utilizando una cámara termostática acoplada a una máquina de ensayo universal para un rango de temperaturas que variaba desde la temperatura ambiente hasta los 90 ºC. La resistencia a la flexión y a la compresión disminuye a medida que aumenta la temperatura, especialmente después de la HDT de la matriz. Los morteros de polímeros epoxi son más sensibles a la variación de la temperatura que los de poliéster insaturado.
Laboratorio de Mecánica Teórica y Aplicada – LMTA, Programa de Posgrado en Ingeniería Mecánica – PGMEC, Universidade Federal Fluminense – UFF, Rua Passo da Pátria, 156 Bloco E, Sala 216, Niteroi, RJ, Brasil
Efecto de la temperatura en las propiedades mecánicas de los polímeros
ResumenLas propiedades mecánicas de los polímeros son cada vez más importantes, ya que se utilizan en aplicaciones estructurales, tanto por sí solos como en calidad de materiales de matriz para los compuestos. Desde hace tiempo se sabe que estas propiedades mecánicas dependen de la velocidad de deformación, la temperatura y la presión. En este artículo se revisarán brevemente los métodos de carga dinámica de los polímeros. Se revisarán las propiedades mecánicas a alta velocidad de deformación de varias clases de polímeros, es decir, los polímeros amorfos vítreos y gomosos y los polímeros semicristalinos. Además, se analizará la superposición tiempo-temperatura para las propiedades de gran deformación dependientes de la velocidad y la dependencia de la presión en los polímeros. En esta revisión no se tratarán los modelos constitutivos ni las propiedades de choque de los polímeros.
Es habitual suponer que la probeta está en equilibrio de tensiones durante la deformación, lo que ocurre después de una serie de oscilaciones de onda en la probeta, como se muestra en la Fig. 3(b). Si este es el caso, entonces la fuerza soportada por la probeta es igual tanto a F