Estudio de la influencia de la velocidad y la carga en el desgaste de polímeros

Abstract

En el presente proyecto se estudia el comportamiento frente al desgaste, en condiciones abrasivas, de dos polímeros sintéticos, el polimetilmetacrilato y el policarbonato, mediante la técnica pin-on-disk. Los polímeros objeto de estudio presentan una serie de propiedades mecánicas, como su resistencia al impacto o al rayado, y propiedades ópticas, como su transparencia, que les confieren multitud de aplicaciones. Entre las utilidades más importantes se destaca su uso como sustitutos del cristal, por ejemplo, son empleados en los faros de los vehículos o en ventanas. Asimismo, estos polímeros son empleados en la fabricación de muebles de diseño, y se utilizan en exteriores. Todas estas aplicaciones, hacen que sea necesario e imprescindible poder predecir su comportamiento frente al desgaste, para así poder determinar el período de vida útil de estos materiales. Sin embargo, el comportamiento frente al desgaste de materiales poliméricos depende de multitud de parámetros, lo cual hace que su estudio resulte ser tremendamente complicado. Aunque hay varias publicaciones relacionadas con el desgaste de polímeros, en ninguna se llega a conseguir un modelo que prediga su comportamiento, de hecho, conforme se va avanzando en el estudio de esta materia se van encontrando nuevos parámetros que influyen en dicho desgaste. Aún así, cabe destacar la influencia de la carga aplicada, la velocidad de deslizamiento, las condiciones ambientales, la rugosidad, los materiales empleados, el tipo de ensayo de desgaste, la distancia de deslizamiento y las propiedades del material objeto de estudio, en el desgaste. Para el estudio del desgaste se emplea la técnica pin-on-disk. Este ensayo consiste en poner en contacto un pin del material objeto de estudio y un disco de material metálico, en este caso acero. Aplicando una carga específica y haciendo girar al disco a una velocidad determinada se consigue crear una presión entre ambos, lo cual hace que el material se vaya desgastando. El instrumento está conectado a un ordenador que proporciona los datos necesarios para el estudio. Además se tendrán en cuenta otros parámetros que afectan al desgaste como la temperatura, las dimensiones y la masa del pin, la rugosidad del disco de acero, etc. Como parámetros principales se han considerado la carga aplicada y la velocidad de deslizamiento, sin embargo, a la vista de los resultados, se predijo un modelo matemático que conseguía tener en consideración más parámetros importantes en el desgaste. Aún así, no se obtuvo un modelo lineal, sino una relación entre el desgaste sufrido por cada uno de los polímeros y las condiciones de ensayo empleadas.