Practica 3 Reología de Polímeros y fractura frágil

Carlos Moreno Gil 681551 Ana Guzmán Remacha 578022 Juan Carlos Medina Franca 560316 Alvaro Garcia Lazaro 602796

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Extrusión

En la práctica se procedió a añadir unas pelets de polietireno en un plastomero que previamente ya había alcanzado la temperatura deseada.

Durante la adición del polietireno se presiona con una un pistón hasta que se observa que no penetra más de 1 cm. Una vez añadido todo, se espera a una fundición completa durante 5 minutos. De esta forma se evitará la existencia de burbujas de aire.

Una vez pasados los 5 minutos, y alcanzada la uniformidad se procede a la extrusión. Para ello, se añade peso para que fluya el polímero. Se añade 3 pesos diferentes para observar las diferencias que presentan la extrusión en función de la masa utilizada.

Añadimos los datos que se han ido obteniendo durante los 3 ensayos en la Tabla 1

Con los datos obtenidos representamos el factor de hinchamientos en función de gamma pto. Gráfica 1.

En la gráfica 1 se observa que el dato del ensayo 2, es anómalo. Debería presentar una linealidad positiva. Se puede deber a un fallo en la toma de medidas.

A continuación, se representa logaritmo de viscosidad frente al logaritmo de gamma gráfica 2.

Tabla 1

Gráfica 1

2

En el ajuste exponencial se obtiene la tendencia en la forma y=(n-1)x+m. Siendo n 0.78 y m 2.2599.

Ilustración 1

Se realizaron 4 ensayos con diferentes masas. Como se muestra en la ilustración 1 obtenida mediante microscopio

De izquierda a derecha se observa una textura más rugosa a la izquierda, ya que se ha sometido a masa mayor de extrusión. La diferencia de la textura se debe a que, al salir a una velocidad mayor del extrusor, las moléculas desordenadas del polímero que son sometidas a el paso por una zona estrecha vuelven a su desorden natural. En cambio, si la velocidad es menor, durante el paso, el polímero reduce su temperatura y las moléculas no pueden desordenarse con tanta facilidad.

Gráfica 2

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lini(mm) lfin(mm) sigma (Pa) diametro final (mm)1 10,5 6,3 159905108,2 4,12 10,8 5,7 200444431,4 4,13 10,8 6,4 168913846,7 4,14 10,9 6,1 186931323,7 4,15 10,7 5,6 200444431,4 4,16 10,6 6,7 146392000,5 4,17 10,7 6,8 146392000,5 4,18 10,9 6,1 186931323,7 4,19 9,8 6 141887631,2 4,1

10 10,6 6,9 137383262 4,1

sigma i Ps ln ln ln sig137383262 1 0,93269231 -2,66384309 18,7382851141887631 2 0,83653846 -1,72326315 18,770546146392000 3 0,74038462 -1,20202312 18,8017985146392000 4 0,64423077 -0,82166652 18,8017985159905108 5 0,54807692 -0,50859539 18,8900911168913847 6 0,45192308 -0,23036544 18,9448994186931324 7 0,35576923 0,03292496 19,0462519186931324 8 0,25961538 0,29903293 19,0462519200444431 9 0,16346154 0,59397722 19,1160476200444431 10 0,06730769 0,99268893 19,1160476

Tabla 2

Tabla 3

Ensayos de fractura de barras de vidrio En esa práctica se ha procedido a ensayar la fractura de un vidrio. El proceso que se ha empleado para calcular la fragilidad del mismo, es mediante unas probetas de vidrio. Dichas probetas son colocadas en un dispositivo de ensayo de fractura. Se pone la barra de vidrio en soporte, dejando que sobre salga por uno de sus extremos unos pocos milímetros. En este extremo se apoya un peso, y por el extremo libre se va empujando la probeta hasta que se fractura.

Se han realizado 10 ensayos y los datos obtenidos se muestran en la tabla 2.

Sigma se ha calculado mediante la siguiente formula.

Se han ordenado de menor a mayor los datos de sigma.

Y Ps se ha calculado mediante la siguiente formula.

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Gráfica 3

El valor de N corresponde al número de ensayos realizados e i el número del ensayo ordenado.

Se representa sigma frente a probabilidad de supervivencia.

En la gráfica se observa como en los valores entre 150 MPa y 200 MPa la probabilidad de supervivencia decae.

Se representa Ln (Ln (1/Ps)) frente al ln de sigma obteniéndose la gráfica 4.

La tendencia obtenida de la gráfica cumple la ecuación y=ax+b, siendo el valor de a el índice m y b e^(b/a)=sigma 0. El valor de m es 7,1535 y 178MPa.

Gráfica 4