Efecto del entrecruzamiento molecular sobre las propiedades tribológicas de polietileno de alta densidad

ERICA C. MOLINARI; P. L. RAMIREZ IBERNON; MARCELO D. FAILLA; WALTER R. TUCKART

Santa Fé

Congreso; Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales; 2014

El uso de polímeros en partes importantes de dispositivos sometidos a deslizamiento o en contacto con superficies en movimiento relativo, se ha extendido ampliamente en aplicaciones de ingeniería. En el caso de polietilenos, es limitada la información que existe sobre sus propiedades tribológicas y la manera en que las características moleculares y morfológicas del material afectan la resistencia al desgaste. Este trabajo propone estudiar el comportamiento en desgaste de polietilenos de alta densidad en contacto con acero, con el objetivo de conocer la influencia de la estructura molecular sobre el comportamiento al desgaste del material. Para esto se generaron materiales con distintas estructuras moleculares, obtenidas por modificación de la estructura mediante ataque químico con peróxido orgánico. La caracterización incluyó el fraccionamiento selectivo con solventes orgánicos para determinar el porcentaje de gel generado; medidas de hinchamiento para determinar el peso molecular promedio entre puntos de entrecruzamiento; calorimétricas para determinar el calor de fusión; y de microdureza Vickers. Las propiedades tribológicas se evaluaron realizando ensayos de desgaste del tipo block-on-ring, en un ambiente controlado de temperatura. Se obtuvieron datos del coeficiente de fricción y de velocidad de desgaste. Se utilizó una velocidad de rotación de disco de 345 o 35 rpm, y se aplicaron cargas normales sobre las muestras fijas del polímero de 10, 15 y 20N. La distancia de deslizamiento se mantuvo fija en todos los ensayos. La velocidad de desgaste se determino midiendo la pérdida de peso que sufre la muestra de polímero luego del ensayo. Se observó que la velocidad de desgaste inicialmente aumenta, respecto a la del polímero original, con la concentración de peróxido, y luego disminuye alcanzando un valor mínimo que es ~10 veces menor a la del polímero original. El análisis de las superficies de contacto usando microscopía óptica y electrónica permite establecer los mecanismos de desgaste dominantes.