Ensayos de Impacto Balísticos Aplicados sobre Films de Polietileno Lineal de Baja Densidad.

SIRIA BARRIOS; PEDRO LANCE; ANGEL J. SATTI; LEOPOLDO GÓMEZ

Simposio; XV Simposio Argentino de Polímeros 2023; 2023

Comúnmente se supone que los materiales duros, son ideales para diseñar componentes resistentes a impactos balísticos, sin embargo, no es necesariamente cierto, especialmente en aplicaciones donde la baja densidad y transparencia son factores significativos. Por esta razón, en los últimos años, los polímeros se han usado como absorbentes de impacto balísticos, demostrando una resistencia elevada, comparable a la de materiales convencionales como metales o cerámicos [1-5]. Se considera que la habilidad de los polímeros para absorber impactos se debe a su notable capacidad de disipación de energía, la cual proviene de la combinación de moléculas con dominios rígidos (vítreos o cristalinos) y dominios blandos (amorfos) [6]. Estas dos propiedades, combinadas con los detalles del cambio en la conformación molecular, mediante una variación del ángulo de enlace a lo largo de la cadena principal, proporcionan al sistema polimérico un amplio espectro de tiempos de relajación característicos asociados a movimiento moleculares específicos [7], y describiendo la relación estructura-propiedad de los polímeros, que es crucial para disipar la energía del impacto con una cierta velocidad de deformación. Un material con potencial para estudiar la energía de absorción y cambios en la superficie del polímero luego de los impactos balísticos, es el polietileno lineal de baja densidad, (PELBD). En el cual, la variación de la cantidad de cadenas cortas o sustituyentes a lo largo de la cadena de polietileno, le confieren la morfología y tiempos de relajación característicos, como se mencionó anteriormente. Adicionalmente, es un polímero con capacidad de entrecruzamiento al ser sometido a radiaciones ionizantes a temperatura ambiente y sin añadidura de más reactivos o solventes, dando como resultado un aumento de su resistencia a través de un proceso sencillo y relativamente económico. En este trabajo, construimos y caracterizamos un acelerador de micropartículas del tipo pistola de gas ligero de una sola etapa, LGG, donde un gas presurizado se expande e impulsa una partícula metálica al abrir una válvula solenoide [8]. Este dispositivo experimental permite la aceleración de partículas de distintos diámetros, en nuestro caso seleccionamos los diámetros de 1 y 1.5 mm, por la expansión rápida de un gas de bajo peso molecular, como el nitrógeno. Aquí, estudiamos con múltiples ensayos cómo varía la distribución de la velocidad de las partículas, debido a varios factores, como: cambios en el diámetro de las partículas o aumentos en la presión en el reservorio del gas, de 300 a 1000 psi. Luego realizamos ensayos de impacto balístico sobre films de polietileno de baja densidad, PELDB. Para estos mantuvimos la presión constante a 1000 psi y variamos el espesor de los films de PELDB desde 0.1 a 1.5 mm. Permitiéndonos analizar la capacidad de los distintos films para absorber parte del impacto, reduciendo la energía cinética de los proyectiles. Por último, examinamos los daños superficiales en las láminas de PEDB mediante fotografías capturadas con una lupa o microscopio óptico.