Polímeros de tensión-deformación
Los PrintPolymers presentan una amplia gama de comportamientos de tensión-deformación, como se muestra en la figura siguiente. El polímero frágil (curva roja) se deforma elásticamente y se fractura antes de deformarse plásticamente. La curva azul es un polímero plástico y es similar a las curvas de muchos metales. Su comportamiento comienza en la región de deformación elástica lineal. Cuando la curva pasa de la deformación elástica a la plástica, suele haber un pico de tensión. En el caso de los materiales poliméricos, este pico de tensión se identifica como el límite elástico. A medida que el material se estira más, se produce la fractura. El valor de la tensión cuando se produce la fractura se define como la resistencia a la tracción para los materiales poliméricos. La resistencia a la tracción puede ser mayor, igual o menor que el límite elástico. La curva verde corresponde a una clase de polímeros conocidos como elastómeros. Estos materiales presentan una elasticidad similar a la del caucho y vuelven a su forma original a menos que se extiendan hasta el punto de fractura.
Aunque algunas de las curvas de tensión-deformación de los polímeros pueden parecerse a las de los metales, los polímeros son mecánicamente diferentes a los metales (o la cerámica). Un polímero altamente elástico puede estirarse más de 10 veces la longitud original antes de romperse, mientras que un metal puede estirarse elásticamente un 10% de la longitud original y puede estirarse plásticamente hasta el doble de la longitud original antes de alcanzar su punto de fractura. Como se ve en la figura siguiente, los valores de módulo elástico más grandes de los polímeros están muy por debajo de los valores de la cerámica y los metales.
Polímero de endurecimiento por deformación
ResumenSe introduce un esquema para generar una curva de tensión-deformación a cualquier velocidad de deformación constante, temperatura, presión, en tensión, cizalladura o compresión, y la historia de recocido, a partir de un conjunto de datos experimentales de tensión-deformación mediante un escalado paramétrico. Los parámetros se determinan primero empíricamente para cada polímero, pero su estudio revela mucho en cuanto a la estructura-propiedades en polímeros vítreos y cristalinos.
Polym J 17, 321-335 (1985). https://doi.org/10.1295/polymj.17.321Download citationShare this articleAnyone you share the following link with will be able to read this content:Get shareable linkSorry, a shareable link is not currently available for this article.Copy to clipboard
Resistencia del polímero
3) Comportamiento similar al del caucho: se caracteriza por la ausencia de un punto de fluencia máximo, pero presenta una meseta en una curva de tensión/deformación de ingeniería. A menudo, el comportamiento similar al del caucho presenta un aumento terminal de la tensión seguido de un fallo que da lugar a un desgarro con poca deformación permanente en la superficie de fallo, por ejemplo, la gelatina.
La siguiente figura de Ward muestra que los tres tipos de fallo pueden observarse en un mismo polímero por variación del tiempo (tasa de deformación) o de la temperatura. Un buen ejemplo de esto es la masilla tonta. Por lo general, una muestra de polímero muestra uno de los mecanismos de fallo característicos en condiciones normales, es decir, el poliestireno muestra un fallo frágil, el polietileno muestra un cuello, el polidimetilsiloxano reticulado muestra un comportamiento gomoso, el poliestireno de alto impacto muestra un comportamiento de cesión. El tipo de comportamiento también puede cambiar con el tipo de deformación, es decir, el poliestireno presenta cuarteo o fallo frágil en tensión, pero muestra un comportamiento de banda de cizallamiento y cesión en compresión.
Polímero cedente
En la ciencia de los materiales, la relajación de la tensión es la disminución observada de la tensión en respuesta a la deformación generada en la estructura. Esto se debe principalmente a que la estructura se mantiene en un estado de tensión durante un intervalo de tiempo finito y, por lo tanto, se produce una cierta cantidad de deformación plástica. Esto no debe confundirse con la fluencia, que es un estado de tensión constante con una cantidad creciente de deformación.
La relajación de la tensión describe cómo los polímeros alivian la tensión bajo un esfuerzo constante. Como son viscoelásticos, los polímeros se comportan de forma no lineal, no Hookeana[1] Esta no linealidad se describe tanto por la relajación de esfuerzos como por un fenómeno conocido como fluencia, que describe cómo los polímeros se deforman bajo una tensión constante.
Los materiales viscoelásticos tienen las propiedades de los materiales viscosos y elásticos y pueden modelarse combinando elementos que representen estas características. Un modelo viscoelástico, denominado modelo Maxwell, predice un comportamiento similar al de un muelle (elemento elástico) en serie con un amortiguador (elemento viscoso), mientras que el modelo Voigt coloca estos elementos en paralelo. Aunque el modelo de Maxwell es bueno para predecir la relajación de tensiones, es bastante pobre para predecir la fluencia. En cambio, el modelo de Voigt es bueno para predecir la fluencia pero bastante pobre para predecir la relajación de tensiones (véase Viscoelasticidad).