Comportamiento mecánico de piezas inyectadas de compuestos de polipropileno y polvos metálicos

MARIA ALEJANDRA COSTANTINO; ANTONIO PONTES; VALERIA PETTARIN; PATRICIA FRONTINI

Puerto Iguazú

Congreso; 13er Congreso Internacional en Ciencia y Tecnología de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET; 2013

Los compuestos de matriz termoplástica reforzados con partículas metálicas constituyen un amplio grupo de materiales empleados en diversos campos ingenieriles: descarga de estática, conducción de calor, almacenamiento de gas, blindaje electromagnético, entre otros. Se ha reportado que los comodities termoplásticos tales como polietileno y polipropileno mezclados con polvos metálicos exhiben una mejora en sus propiedades térmicas y eléctricas. Sin embargo, poco se conoce acerca de las propiedades mecánicas de dichos compuestos. En el presente trabajo se reporta un análisis microestructural, térmico y estudio sobre el comportamiento mecánico global de piezas inyectadas de polipropileno reforzado con polvos de aluminio, incluyendo la influencia de las condiciones de procesamiento. Con este fin se inyectaron cajas variando sistemáticamente algunas de las condiciones de inyección que inciden en la morfología de los moldeados (temperatura de inyección y temperatura del molde). (21075 Aluminium pigment 75 micrones). Los resultados de TGA arrojan que los compuestos tienen mayor resistencia térmica que el PP puro confirmando el efecto de los polvos metálicos sobre la resistencia al calor. A partir del análisis de difracción de DRX se observa que el agregado de polvo genera una marcada diferencia en la morfología del polipropileno, actúa como agente nucleante de la fase polimórfica β y disminuye la cristalinidad de la piel. Del estudio del porcentaje de cristalinidad llevado a cabo mediante DSC se obtiene que el agregado de polvo disminuye la cristalinidad global (4%) del PP corroborando los resultados de DRX. Con respecto a las condiciones de procesamiento, se observa que la temperatura del molde tiene una gran influencia en la microestructura final de las piezas inyectadas, un aumento de 45°C en la temperatura del molde (25° a 70°C) casi duplica el porcentaje de la fase polimórfica beta presente (18% a 33%). En cambio, la temperatura de inyección no tiene mayor influencia sobre la microestructura desarrollada durante el procesamiento. Por otra parte, se observa una distribución de propiedades mecánicas debido a efectos de llenado del molde durante el procesamiento que generan inhomogeneidades tales como líneas de soldadura y de flujo. Con respecto a la performance mecánica global de las piezas se observa que a bajas velocidades de solicitación el agregado de polvo induce mecanismos de falla diferentes generando un efecto “skin-core” que aumenta la tenacidad. Sin embargo, a mayores velocidades de solicitación las partículas actúan como defectos, los mecanismos adicionales se ven inhibidos y la resistencia al impacto de los compuestos es menor que las piezas de PP puro. Sin embargo, todas las piezas que presentan mayor cantidad de fase polimórfica β tienen un mejor desempeño que las que tienen bajo porcentaje de esta fase cristalina, indicando que se pueden mejorar el desempeño de piezas finales optimizando las variables de procesamiento.