Resumen

Este artículo presenta un método alternativo para medir el módulo de torsión, G, de muestras de polímeros. Se construyó un sistema de medición con un sensor de fuerza (FS) y un sensor de movimiento rotacional (RMS) para obtener una relación entre la fuerza (F) y el ángulo de torsión (θ). Se dedujo una expresión que podía devolver el valor de G utilizando el método de la energía de deformación. Esta técnica no es destructiva y es independiente del conocimiento del valor de la relación de Poisson. 

Muestras con diferentes diámetros de politetrafluoroetileno (PTFE) se sometieron a torsión cuasiestática con la misma relación de aspecto. El objetivo era presentar y validar el uso de la técnica para un polímero conocido. Se halló un valor aproximado de 350 MPa del módulo de torsión G para las muestras de PTFE. Dado que los valores obtenidos están dentro de los límites encontrados en la bibliografía, la técnica puede utilizarse para estudiar muestras de polímeros y otros materiales.

INTRODUCCIÓN

Para predecir el comportamiento de los materiales cuando están sujetos a tensiones o cargas, es necesario conocer sus características, como la rigidez (módulo elástico). Este artículo utiliza un sistema especialmente diseñado para determinar el módulo de torsión (G) de polímeros. Hemos elegido el polímero politetrafluoroetileno (PTFE), un fluoropolímero bien conocido, para validar el uso de la técnica. Las propiedades de este polímero lo hacen adecuado para su uso en aplicaciones aeroespaciales y en la industria biomédica, para implantes, lo que hace esencial conocer sus propiedades elásticas, como el módulo de torsión. 

En 1946, Renfrew y Lewis fueron uno de los primeros en informar sobre algunos parámetros mecánicos del PTFE, seguidos más tarde por Thomas et al., quienes publicaron sus propiedades de tracción relacionadas con la cristalinidad. Brown y Parrish investigaron el comportamiento a tracción del PTFE en un entorno de nitrógeno líquido, mostrando una disminución en la resistencia, y Kletschkowski et al. exploraron el comportamiento elástico del PTFE lleno para desarrollar modelos de materiales de sellado. Rae y Brown descubrieron que algunos grados de PTFE son sensibles a la velocidad de deformación, la temperatura y la cristalinidad bajo tensión.

Las pruebas de torsión dinámica también se pueden utilizar para caracterizar las propiedades viscoelásticas de los polímeros. Andreozzi et al. propusieron un nuevo procedimiento para medir el módulo de corte de intercapas de vidrio laminado utilizando un reómetro como una prueba más simple y confiable que las actualmente en uso. En un artículo reciente, los autores utilizan una técnica dinámica basada en el conocimiento de la espectroscopía mecánica y la aplican a biomateriales, determinando el módulo de torsión. La misma técnica se puede utilizar para medir G en materiales poliméricos.

• Materias:Polímeros Sistemas de medición Torsión
• Subjects:Polymers Measurement systems Torsion
• Palabras claves:Energía de deformación; Sensor de fuerza; Politetrafluoroetileno (PTFE); Sensor de movimiento rotacional; Módulo de torsión
• Keywords:Deformation energy; Force sensor; Polytetrafluoroethylene (PTFE); Rotational movement sensor; Torsion modulus