Polímero de resistencia al impacto
En las aplicaciones en las que los componentes de plástico están diseñados para soportar tensiones, las propiedades mecánicas de los polímeros desempeñan un papel especialmente importante. Entre las características mecánicas fundamentales de los materiales se encuentran:
Estas propiedades pueden investigarse y compararse entre diferentes productos utilizando métodos de ensayo normalizados. Por ejemplo, las propiedades de tracción de los plásticos, como la resistencia a la tracción y la rigidez, pueden determinarse según la norma DIN EN ISO 527 aplicando brevemente una carga en una dirección con un ensayo de tracción. Los posibles resultados y los valores típicos observados durante dicho ensayo, en función del comportamiento del material, se resumen en el siguiente gráfico:
Ensinger comprueba las propiedades mecánicas de todos nuestros productos semiacabados. Esta información se facilita en nuestras fichas técnicas estándar de los productos. Esta información permite a los usuarios comparar de forma directa y fiable las propiedades físicas de diferentes materiales de ingeniería.
Los usuarios deben tener en cuenta que, al comparar los valores de Ensinger con los de otras fuentes, pueden aparecer resultados aparentemente distintos. Esto se debe probablemente a los diferentes métodos de ensayo, a las diferentes velocidades de ensayo y a las diferentes muestras de ensayo. La diferencia podría derivarse del hecho de que la mayor parte de la bibliografía disponible sobre materiales termoplásticos se basa en resultados de probetas moldeadas por inyección, mientras que los datos proporcionados en las hojas de datos de Ensinger se obtienen de probetas mecanizadas a partir de muestras extruidas. El nivel de cristalinidad y la orientación de las fibras difieren entre los materiales extruidos y los moldeados por inyección, lo que da lugar a importantes diferencias en los valores.
Polímeros de tensión-deformación
La mayoría de las propiedades mecánicas están relacionadas con la deformación de alguna manera. Dado que la deformación es la forma en que un material se mueve en respuesta a una fuerza, la fuerza y el desplazamiento serán esenciales para definir la mayoría de las propiedades mecánicas.
Sin embargo, la fuerza y el desplazamiento son propiedades extrínsecas. Eso significa que están relacionadas con la cantidad de material que se tiene. Un edificio puede soportar mucha más fuerza que una cuchara simplemente porque el edificio es más grande. Del mismo modo, el edificio puede oscilar varios centímetros con el viento, mientras que una cuchara experimentará un desplazamiento imperceptible en el vendaval más fuerte.
La tensión es la fuerza por área de sección transversal que soporta un material. La deformación es el porcentaje de cambio en la longitud del material. La curva tensión-deformación es la forma más sencilla de describir las propiedades mecánicas del material. La curva tensión-deformación puede proporcionar información sobre la resistencia, la tenacidad, la rigidez y la ductilidad de un material, entre otras cosas.
Ahora que tenemos la fuerza y el desplazamiento, podemos medir muestras de muchas formas diferentes. El edificio se deforma más que una cuchara cuando sopla el viento, pero eso es porque el 0,1% de un edificio de 100 metros es 10 centímetros, pero el 0,1% de una cuchara de 10 centímetros es 0,1 mm.
Resistencia del polímero
ResumenEl proceso de aumento de la resistencia a la rotura bajo tensión mecánica se denomina endurecimiento. La tenacidad es la energía absorbida por el material durante la deformación antes del fallo. Dependiendo del tipo de aplicación y del ensayo de que se trate, hay dos formas de definir la tenacidad. La primera es la integral del área bajo una curva de tensión verdadera y deformación verdadera hasta el punto de fractura (véase Tensión y Deformación). Dado que la tensión es fuerza/unidad de área y la deformación es longitud/longitud, las unidades de la integral son fuerza x longitud/área x longitud, es decir, energía/volumen. Por tanto, la tenacidad es la energía absorbida por el material por unidad de volumen durante la deformación plástica, siendo las unidades julios/m3. La segunda forma, más habitual en la ciencia de los polímeros, de considerar la tenacidad es la cantidad de energía necesaria para propagar una grieta a través del material. Un material frágil fallará por propagación de la grieta con poca deformación plástica y la tenacidad del material se define entonces como la energía necesaria para que la grieta crezca y cree un aumento en la superficie del material agrietado, siendo las unidades Joules/m2. Esta última definición es la que corresponde a los procesos de impacto (véase Resistencia al impacto e Impacto y Propagación rápida de grietas y Crecimiento lento de grietas).Palabras claveEstas palabras clave fueron añadidas por la máquina y no por los autores. Este proceso es experimental y las palabras clave pueden actualizarse a medida que mejore el algoritmo de aprendizaje.
Polímero de endurecimiento por deformación
La resistencia a la tracción es la resistencia estática más básica. Puede determinarse a partir de la carga máxima que puede soportar una probeta cuando se tira de ella a una velocidad constante en una dirección perpendicular a la sección transversal de la probeta, de acuerdo con la fórmula 5.1. La resistencia a la tracción puede clasificarse en dos tipos, la tensión convencional, en la que la carga máxima se divide por el área de la sección transversal inicial, y la tensión verdadera, en la que la carga máxima se divide por el área de la sección transversal en el momento de la fractura. En este documento técnico se considera que la tensión convencional es la resistencia a la tracción.
Por otra parte, la región de una curva S-S que supera el límite elástico muestra una región de deformación plástica, en la que los cambios en la resistencia a la tracción son pequeños incluso cuando la deformación aumenta, y el material deformado no vuelve a su estado original aunque se elimine la fuerza externa. En el caso de los grados de PPS no reforzados (como el A900 y el A670T05), puede producirse necking si se supera el límite elástico. El cuello se refiere a ese estado en el que el material no se alarga uniformemente, sino que se alarga localmente.