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MATERIALES MÉ XICO S aber Hacer 26 OCTUBRE 2016 Plastics Technology México www.pt-mexico.com El mes pasado ilustramos el valor de disponer de una curva de esfuerzo-deformación a la tracción en comparación con tener una hoja de datos que sólo proporciona las coordenadas de uno o dos puntos de esa curva. Este mismo principio se aplica a las curvas de esfuerzo-deformación generadas en otros modos, tales como fle - xión y compresión. Pero limitemos nuestra discusión a las curvas que se generan a temperatura am - biente. Es importante que entendamos que las propiedades de los polímeros no son constantes en función de la temperatura y que cambios de temperatura relativamente pequeños pueden generar cambios significativos en las propiedades mecánicas. Con las propiedades como resistencia y el módulo, la principal preocupación está en los efectos del aumento de tempera- tura, ya que esta es la dirección en la que podemos esperar que decaigan estas propiedades. Podemos seleccionar cualquier polímero para ilustrar este efecto. La figura 1 muestra una comparación del comportamiento del esfuerzo-deformación a la tracción de un copolímero de acetal a temperatura ambiente y a 80°C. En estas gráficas es evidente que incluso los datos individuales que vienen en las hojas de datos están influenciados significativamente por este aumento de tem- peratura. La resistencia a la fluencia y el módulo del material se reducen en aproximadamente un 40% y la deformación a la fluen - cia también cambia. Aunque no se muestra, si tuviéramos que ilustrar la curva completa hasta el punto de fractura, también veríamos que la elongación a la fractura aumentará con el aumento de la temperatura. Esto es todo coherente con lo que sabemos sobre el comportamiento de los polímeros; el aumento de temperatura reduce propiedades de carga, tales como resistencia y rigidez, mien- tras mejora la ductilidad, que es capturada por propiedades como la resistencia al impacto y elongación a la rotura. El problema con nuestros métodos actuales de presentación de propiedades de los Problemas con los datos a una sola temperatura Por Michael Sepe TERCERA PARTE materiales es que no cuantificamos estos cambios para los diseña- dores y los ingenieros responsables de la selección de materiales. Existe la impresión entre algunos que agregar rellenos inor - gánicos y refuerzos de fibra de vidrio elimina esta respuesta dependiente de la temperatura. La figura 2 muestra las curvas de esfuerzo-deformación a la tracción a varias temperaturas para un polipropileno con 15% de refuerzo de fibra vidrio y la figura 3 presenta datos similares para un nylon 66 con un nivel muy supe- rior de refuerzo de 43%. En ambos casos, los aumentos de tempe - raturas ilustrados son relativamente pequeños y dentro del rango de temperatura donde se puede esperar que funcionen estos po - límeros. Pero es muy evidente que estos cambios de temperatura producen cambios significativos en las propiedades a pesar de la presencia de la fibra de vidrio. Incluso si las hojas de datos empezaran a publicar los marca- dores tradicionales de la curva asociada con el esfuerzo y defor- mación últimos y en el punto de fluencia, es evidente que esto todavía es poco orientativo para los ingenieros de diseño en com- paración con el acceso a la curva completa o al archivo que contiene la tabla asociada de coordenadas x-y. Los cambios de temperatura hacen más que solo alterar los números que nos hemos acostum - brado a mirar, cambian la forma fundamental de las curvas. Hay un punto relacionado que tiene que considerarse con res - pecto a otra variable asociada con las pruebas de propiedades de resistencia a la tracción de los polímeros. Esto se ilustra en la figura 4. En este gráfico se ha caracterizado un polipropileno sin relleno a temperatura ambiente, utilizando tres velocidades transversales diferentes. A pesar de que la temperatura de las pruebas es cons - tante, el cambio en la velocidad transversal produce resultados Deformación, % 0 10 20 30 40 50 80 60 40 20 0 Una comparación del comportamiento del esfuerzo- deformación a la tracción de un copolímero de acetal a temperatura ambiente y a 80°C muestra que incluso los puntos de las hojas de datos están influenciados significativamente por este aumento en la temperatura. 23°C 80°C Fluencia Esfuerzo, Mpa Curva de esfuerzo a la tracción- deformación para un copolímero de âcetal FIGURA 1 Las propiedades de los polímeros no son constantes en función de la temperatura. Inclusive pequeños cambios pueden afectar sus propiedades.