PLASTICOS: PROPIEDADES Y ENSAYOS

Introducción
Todos los sectores vinculados a la industria de los polímeros dependen de los datos de en­sayos para dirigir sus actividades. Así podemos enumerar a los productores de las materias primas (las plantas polimerizadoras), los diseñadores de productos, los fabricantes de máqui­nas, moldes y herramientas, los procesadores (o moldeadores) y finalmente los usuarios indus­triales o de bienes finales.

Por lo tanto, resulta esencial conocer y comprender con detalle las propiedades y ensayos aplicables a los polímeros.

Normalización
La normalización de especificaciones de ensayos y la homologación de materiales se reali­zan a través de instituciones nacionales e internacionales. En la República Argentina el ente que se ocupa de esta tarea es el Instituto Argentino de Normalización (IRAM) que es una insti­tución privada sin fines de lucro y está asociada a la Organización Internacional de Normaliza­ción (ISO).
La Organización Internacional de Normalización (ISO) agrupa a organismos nacionales encargados de dictado de normas de muchos países del mundo. El objetivo de ISO consiste el promover el desarrollo de normas a escala mundial con vistas a facilitar el intercambio internacional de productos y servicios y a desarrollar la cooperación en la esfera de la actividad inte­lectual, científica, tecnológica y económica.
Los métodos ISO utilizan únicamente el Sistema Internacional (SI) de unidades de medición. En la Argentina el Sistema Internacional está incorporado por ley a través del Sistema Métrico Legal Argentino (SÍMELA).

Listado de normas de ensayos ISO y ASTM

Propiedad	ISO	ASTM	Unidad SI
Absorción de agua		D-759	cambios registrados
Coeficiente lineal de expansión térmica		D-696	mm/mm/°C
Conductividad térmica		C-177	W/K.m
Constante dieléctrica	1325	D-150	adimensional
Contracción de moldeo	3146	D-955	mm/mm
Deformación de carga		D-621	%
Deformación por compresión	1856	D-395	Pa
Densidad	1183	D-1505	g/cm3
Densidad aparente		D-1895	g/cm3
Densidad relativa	1183	D-792	adimensional
Dureza
Durómetro	868	D-2240	dial real
Rockwell	2037/2	D-785	dial real
Barcol		D-2583	dial real
Elongación	R527	D-638	%
Envejecimiento a la intemperie	4582, 4607	D-1435	cambios
Factor de compresión	171	D-1895	adimensional
Fluencia	899	D-2990	Pa
Hinchamiento por disolvente		D-471	J
índice de moldeo		D-731	Pa
índice de oxigeno		D-2863	%
índice de refracción	489	D-542	adimensional
Inflamabilidad	181,871,1210	D-635	cm/min y cm/s
Inmersión 24 horas	62, 585, 960	D-570	%
Módulo de elasticidad
En compresión	4137	D-695	Pa
En tangente, flexión		D-790	Pa
En tracción		D-638	Pa
Procedimiento acondicionamiento	291	D-618	unidades métricas
Propiedades mecánicas dinámicas		D-2236	adimensional
Decremento logarítmico
Módulo de elasticidad en cizalla
Punto de fusión	1218,3146	D-2117	°C
Punto de reblandecimiento Vicat	306	D-1525	ohm.cm
Resistencia a la abrasión superficial		D-1044	cambios registrados
Resistencia a la cizalla		D-732	Pa
Resistencia a la compresión	604	D-695	Pa
Resistencia a la fatiga	3385	D-671	número de ciclos
Resistencia a la flexión	178	D-790	Pa
Resistencia a la tracción	R527	D-638	Pa
Resistencia al arco	1325	D-746	s
Resistencia al impacto - Dardo		D-1709	Pa @ 50% fallo
-Charpy	179		J/m
-Izod	180	D-256	J/m
Resistencia al rasgado		D-624	Pa
Resistencia dieléctrica	3915	D-149	V/mm
Resistencia química	175	D-543	cambios registrados
Rigidez de flexión		D-747	Pa
Rotura de fluencia		D-2990	Pa
Tamaño de partícula		D-1921	micrómetros
Temperatura de deflexión	75	D-648	°Ca18,85MPa
Temperatura de flujo		D-569	°C
Temperatura de fragilidad	974	D-746	°C a 50%
Transmitancia luminosa, Turbiedad		D-1003	%
Vapor de agua		E-96	g/24h
Veloc. de flujo del fundido, termoplást.	1133	D-1238	g/10min.

Propiedades, consideraciones generales
Las propiedades de los polímeros están determinadas por su estructura interna. Son aislan­tes del calor y de la electricidad debido a que sus enlaces son por pares de electrones, no disponiendo de un electrón libre. Sus densidades son bajas, por ser su estructura mas libre.
El peso molecular y el grado de polimerización tienen importante influencia en muchas propiedades. Las propiedades se clasifican en: mecánicas, térmicas, físicas, eléctricas, ópticas y ambientales. Dentro de esta clasificación, aunque todas tienen su importancia, las mecánicas y las térmi­cas se destacan entre ellas.
Los plásticos tienen una estructura molecular, y no atómica como los metales. En el metal es mas compacta, con fuerzas de unión distintas a los plásticos. Por lo expresado se comprende porque los plásticos tienen una resistencia mecánica relativamente menor, un módulo de elasticidad menor, con dependencia de las propiedades mecánicas respecto al tiempo, dependencia a la temperatura, especialmente los termoplásticos, sensibilidad al impacto, con grandes di­ferencias desde los quebradizos (poliestireno) hasta resistentes (policarbonatos).
Los termoestables carecen de deslizamiento interior, por su reticulación y son básicamente más quebradizos que los termoplásticos.
Los plásticos presentan memoria en la deformación y recuperación. En los reforzados, su comportamiento varía con la cantidad, tipo de refuerzo y materiales.
Como otras propiedades las térmicas son función de su estructura. Los termoestables son quebradizos, no se ablandan ni funden por debajo de su temperatura de descomposición, perdiendo rigidez. Los termoplásticos, en cambio, se tornan quebradizos a muy bajas temperaturas, específi­cas para cada uno de ellos (Tg).Si la temperatura aumenta, su módulo de elasticidad desciende, así como su rigidez. Aplicando calor continuo a los termoplásticos amorfos se produce un reblandecimiento, pasando a un estado de ablandamiento. Allí, pequeños esfuerzos provocan grandes deformaciones sí aumenta el calor, incrementándose la movilidad térmica de las moléculas, pudiendo des­lizarse las cadenas y haber descomposición térmica. Los termoplásticos semicristalinos poseen fragmentos flexibles amorfos en el intervalo de uso, así como cristalinos rígidos. Al subir la temperatura es posible su moldeo cuando las par­tes cristalinas llegan a la temperatura de fusión. Cuando las moléculas en cadena son relativamente fáciles de separar, los materiales sor solubles y fusibles. Si las fuerzas secundarias son lo suficientemente fuertes, el polímero lineal puede ser insoluble y fusible o no.
Los polímeros reticulados pueden ser insolubles e infusibles.

Comparación entre dos materiales
Este es un simple ejemplo de comparación de propiedades entre termoplásticos y metales en el caso de engranajes

Ventajas de los plásticos:
Liviandad y baja inercia
Bajo ruido en muchos casos
Resistencia química y a la corrosión en muchos casos
Eliminación parcial o total de lubricación
Aislamiento eléctrico
Baja fricción o desgaste en muchos casos

Desventajas de los plásticos:
Limitaciones debidas a la temperatura ambiente y al aumento localizado en los dientes, causados por el bajo coeficiente de conductibilidad térmica.
Solicitaciones admisibles más reducidas, especialmente si la temperatura de trabajo es superior a la normal.
Estabilidad dimensional frente a las variaciones térmicas, absorción de humedad y de fluidos lubricantes presentes.
Dependencia de la forma de la pieza y del tipo de moldeo.
Existen otro tipo de ventajas (no específicamente propiedades) como la favorable economía del moldeo por inyección y la posibilidad de moldeo integral con otros elementos.


1.- PROPIEDADES MECANICAS

2.- PROPIEDADES TERMICAS

3.- PROPIEDADES FISICAS

4.- PROPIEDADES ELECTRICAS

5.- PROPIEDADES OPTICAS

6.- PROPIEDADES AMBIENTALES