Propiedades mecánicas de los polímeros
ResumenEl efecto característico de la estructura nanocóncava-convexa de un conjunto de nanopartículas de circonio con una estructura porosa inherente y una enorme superficie nos permitió introducir una modificación superficial sistemática mediante un tratamiento térmico para alisar la superficie y una impregnación de polímeros para enmascarar la estructura nanocóncava-convexa del conjunto de nanopartículas de circonio. Un compuesto polimérico preparado con un 30% de poli(N-isopropilacrilamida) que contenía un 0,02% de ensamblaje de nanopartículas de zirconia con la estructura superficial nanocóncava-convexa inherente mostró la mayor resistencia a la tracción en los ensayos mecánicos de tracción. Sin embargo, tanto el conjunto de nanopartículas de óxido de circonio sinterizado con superficie lisa como los conjuntos de nanopartículas de óxido de circonio con superficie enmascarada de polímero mostraron una menor resistencia con un mayor alargamiento a la rotura en los ensayos de tracción mecánica.
Fig. 2Imágenes MEB de a bajo aumento y b alto aumento de ZrO2 comercializado, c bajo aumento y d alto aumento de ZrO2 MARIMO, y e bajo aumento y f alto aumento de ZrO2 MARIMO sinterizadoImagen a tamaño completo
Resistencia a la rotura
Jain, Naman, Singh, Vinay Kumar y Chauhan, Sakshi. “Una revisión de las propiedades mecánicas y de absorción de agua de los compuestos/películas a base de alcohol polivinílico” Journal of the Mechanical Behavior of Materials, vol. 26, no. 5-6, 2017, pp. 213-222. https://doi.org/10.1515/jmbm-2017-0027
Jain, N., Singh, V. & Chauhan, S. (2017). Una revisión de las propiedades mecánicas y de absorción de agua de los compuestos/películas a base de alcohol polivinílico. Journal of the Mechanical Behavior of Materials, 26(5-6), 213-222. https://doi.org/10.1515/jmbm-2017-0027
Jain, N., Singh, V. y Chauhan, S. (2017) A review on mechanical and water absorption properties of polyvinyl alcohol based composites/films. Journal of the Mechanical Behavior of Materials, Vol. 26 (Issue 5-6), pp. 213-222. https://doi.org/10.1515/jmbm-2017-0027
Jain, Naman, Singh, Vinay Kumar y Chauhan, Sakshi. “Una revisión de las propiedades mecánicas y de absorción de agua de los compuestos/películas a base de alcohol polivinílico” Journal of the Mechanical Behavior of Materials 26, no. 5-6 (2017): 213-222. https://doi.org/10.1515/jmbm-2017-0027
Polímero de endurecimiento por deformación
La capacidad de resistir a la rotura bajo tensión es una de las propiedades más importantes y más ampliamente medidas de los materiales utilizados en aplicaciones estructurales. La fuerza por unidad de superficie (MPa o psi) necesaria para romper un material de esta manera es la resistencia a la tracción final o resistencia a la rotura. La velocidad a la que se separa una muestra en el ensayo puede oscilar entre 0,2 y 20 pulgadas por minuto e influirá en los resultados. El ensayo análogo para medir las propiedades de tracción en el sistema ISO es el ISO 527. Los valores reportados en las pruebas ASTM D638 e ISO 527 en general no varían significativamente y cualquiera de las pruebas proporcionará buenos resultados al principio del proceso de selección de materiales. Los métodos de ensayo de tracción separados se aplican normalmente a las películas de polímeros (ASTM D882 o ISO 1184) y a los elastómeros (ASTM D412 o ISO 37).La figura siguiente, de Mitsubishi Chemical Advanced Materials, muestra la geometría del ensayo.
ASTM D638: Para este ensayo, las muestras de plástico se mecanizan a partir de formas estándar o se moldean por inyección. La máquina de ensayo de tracción tira de la muestra desde ambos extremos y mide la fuerza necesaria para separar la muestra y cuánto se estira la muestra antes de romperse.
Polímero de resistencia a la tracción
Los materiales compuestos blandos piezoresistivos son omnipresentes en la detección de la deformación, que se manifiesta en un aumento espectacular de la resistividad eléctrica tras la elongación. Un sensor de deformación piezoresistivo incrustado en un brazo robótico blando ha sido una tarea difícil en cuanto a la compatibilidad de la superficie, la forma y la dinámica de los componentes robóticos blandos. Presentamos un compuesto de caucho natural superelástico y ultrasuave que contiene nanotubos de carbono multiparedados en presencia de un ablandador a base de aceite hidroacabado. El elastómero conductor resultante ofrecía una serie de características convincentes, como la baja percolación eléctrica (<2 vol%), la ultrablandura (arnés Shore A ~19), el módulo elástico en el rango de los kPa (~350 kPa al 100% de alargamiento), la ultraestirabilidad (~800%) y la alta resistencia a la tracción (~10,5 MPa). Además, el sensor presentaba una baja histéresis (3,5%), una alta sensibilidad piezoresistiva (factor de calibre˜472) y una respuesta de conmutación en un amplio rango de deformación (70%) y un rendimiento de detección estable para múltiples ciclos de prueba (>1000). Debido a las excelentes respuestas mencionadas, el sensor podría detectar el movimiento humano y también se ha demostrado en este trabajo. Además, la banda sensora integrada en un actuador neumático robótico blando montado en un banco de pruebas mostró una excelente respuesta de detección de movimiento al ser accionada. Esta prueba de concepto de interfaz robótica blanda integrada en el sensor podría ser decisiva para el futuro desarrollo de robots con detección propioceptiva y segmentos robóticos blandos.