Comportamiento mecánico de compuestos Polipropileno-cuarzo con diferentes tamaños de partícula

E. PEREZ; C. J. PÉREZ; V. ALVAREZ; M. A. CAMERUCCI; C. BERNAL

Rosario

Congreso; 11º Congreso binacional de Metalurgia y Materiales SAM/CONAMET 2011; 2011

SAM/CONAMET

El polipropileno (PP) es un polímero que presenta una buena combinación de propiedades mecánicas y térmicas, entre otras. Sin embargo, el PP homopolímero comercial generalmente presenta la desventaja de ser relativamente frágil a temperatura ambiente. Es posible  mejorar la tenacidad del PP mediante la incorporación de partículas rígidas inorgánicas. El efecto de incorporar refuerzos depende del tamaño de las partículas y de las propiedades de la matriz. En el presente trabajo se analiza el efecto en las propiedades mecánicas de materiales compuestos basados en PP reforzado con partículas de cuarzo al variar la concentración y el tamaño de las partículas utilizadas. Se prepararon compuestos con 5% y 30% en peso de cuarzo en las condiciones de recepción y con 5% en peso de cuarzo molido en un molino de atrición durante 16hs. Se realizaron ensayos de tracción uniaxial y de fractura en condiciones cuasiestáticas. Las partículas de cuarzo sin procesar presentan una longitud máxima media igual a 1,9 µm, mientras que las partículas procesadas tienen un valor medio de 0,3 µm . Las partículas de ambos tamaños estaban homogéneamente distribuidas en la matriz polimérica, sin detectarse la presencia de aglomerados. En tracción uniaxial se observó, con el agregado de partículas, un aumento del módulo elástico y una disminución considerable de la deformación ultima, mientras que la resistencia a la tracción permaneció constante. La rigidez y la resistencia fueron similares en los compuestos con 5% en peso de los distintos tamaños de cuarzos. La ductilidad fue menor para el compuesto con cuarzo molido. En los ensayos de fractura, la matriz y los compuestos con 5% en peso de cuarzo presentaron un comportamiento típico de materiales que se encuentran en transición dúctil-frágil. Los compuestos con 30% en peso de cuarzo, en cambio, exhibieron comportamiento cuasi-frágil. En función de los distintos comportamientos observados se adoptó el parámetro Jmax (determinado a partir de la energía consumida hasta alcanzar el valor de carga máxima) para comparar los distintos materiales. El agregado de cuarzo condujo a una disminución de la tenacidad a la fractura.