Abrasión
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Prueba de abrasión
Una prueba de abrasión es una prueba que se usa para medir la resistencia de un material al desgaste que resulta del contacto deslizante, como frotar, moler o raspar contra otro material. La abrasión se puede medir de varias maneras, según la prueba de resistencia utilizada y la información deseada de la prueba. Por ejemplo, si la cantidad de material perdido es un problema independientemente de si el material se rompe, la abrasión se puede medir en términos del porcentaje de material perdido, en masa o volumen, entre el inicio y el final de la prueba. Otra medida que se utiliza a veces es el número de ciclos de abrasión que resiste un material antes de fallar. Esto sería más apropiado si la información sobre cuánto tiempo sobrevivirá el material o producto antes de la falla final es la principal preocupación. Las pruebas de abrasión intentan acelerar el proceso aplicando condiciones más parecidas al corte; sin embargo, este enfoque puede no simular el desgaste real. También es importante tratar de hacer coincidir la severidad de la prueba de abrasión con la severidad de las condiciones de desgaste del producto. Por ejemplo, la severidad de las condiciones de prueba impartidas por la mayoría de los abrasivos suele ser mayor que la que el pavimento de una carretera puede impartir al compuesto de la banda de rodadura de un neumático durante la conducción normal. La resistencia al desgaste es una propiedad importante del compuesto de caucho relacionada con la vida útil del producto para llantas, correas, suelas de zapatos, rodillos de caucho y tubos de arenado, entre otros productos. A lo largo de los años se ha desarrollado una amplia variedad de diferentes probadores de abrasión en un esfuerzo por correlacionar estas propiedades de desgaste del producto. Por lo general, se tienen en cuenta varios factores al desarrollar o seleccionar una prueba de abrasión adecuada para la aplicación en cuestión. Se tiene en cuenta la forma del área de contacto, así como la composición de las dos superficies en contacto entre sí. También se puede considerar la velocidad de contacto deslizante entre las dos superficies, la fuerza con la que actúan entre sí y la duración del contacto entre ellas. Además de los materiales en sí, el entorno en el que entran en contacto también juega un papel en la elección de una prueba de abrasión adecuada. La resistencia a la abrasión se expresa como pérdida de volumen en milímetros cúbicos o como porcentaje de la resistencia a la abrasión. Para pérdida de volumen, un número menor indica mejor resistencia a la abrasión, mientras que para índice de resistencia a la abrasión; un número más pequeño denota menos resistencia a la abrasión. Los compuestos probados generalmente se comparan en función de la "pérdida de volumen", que se calcula a partir de la pérdida de peso y la densidad del compuesto. Se sabe que los resultados de las pruebas de abrasión varían; por lo tanto, es importante verificar y estandarizar el abrasivo utilizado en la prueba. Además, es una buena idea relacionar los resultados de la prueba con un estándar vulcanizado de referencia. ASTM D394, el método de prueba de abrasión de Dupont, consta de un par de tubos de goma presionados contra un disco de papel abrasivo específico que gira mientras un par de tubos moldeados se presionan continuamente contra él con fuerza constante o fuerza ajustada para dar un par constante en el brazo. sosteniendo los especímenes. Se debe tener cuidado con los compuestos de caucho blando, ya que se pueden producir "manchas" que afectan los resultados de la prueba. La norma ASTM D1630 describe que el abrasivo de doble cabezal de plataforma giratoria se conoce comúnmente como el abrasivo NBS que se usa en compuestos de caucho para suelas y tacones de zapatos. El abrasivo NBS utiliza tambores giratorios rodeados por un papel abrasivo específico sobre el que se presionan las muestras por medio de palancas y pesos, un compuesto de referencia estándar específico que se utilizará para el cálculo del índice abrasivo. ASTM D2228 describe el Pico Abrader. Esta prueba única funciona según el principio de abrasión de la superficie de caucho al rotar una muestra de caucho contra un par de cuchillas de carburo de tungsteno. Se proporciona un poder especial de espolvoreado a la superficie de la muestra, lo que sin duda ayuda a evitar la pegajosidad. Este método especifica cinco cauchos estándar y el resultado también se expresa como un índice de abrasión. La fuerza sobre la muestra y la velocidad de rotación pueden variar y, presumiblemente, podrían usarse diferentes geometrías de abrasión, aunque la característica distintiva del Pico es el uso de cuchillos de metal sin filo en presencia de polvo. La norma ASTM D3389 se refiere al Taber Abrader que usa un par de ruedas abrasivas, un método que no es originario de la industria del caucho. Este método muy general utiliza dos ruedas abrasivas contra la pieza de prueba de goma (disco) unida a una plataforma giratoria. Aunque no se puede variar el grado de deslizamiento; sin embargo, la fuerza sobre la pieza de prueba y la naturaleza del abrasivo se varían muy fácilmente y las pruebas se pueden realizar en presencia de lubricantes líquidos o en polvo. Cuando se utiliza el tipo habitual de disco abrasivo, se lleva a cabo un procedimiento de refrentado antes de cada material probado. ISO 4649 se refiere a la norma DIN Abrader, basada en la norma alemana. La pieza de prueba de goma con un soporte se atraviesa en un cilindro giratorio cubierto con una hoja de papel abrasivo. Al permitir que el portamuestras mueva la pieza de prueba a través del tambor mientras gira, hay menos posibilidades de que se acumule caucho en el papel abrasivo. Este método, ampliamente utilizado en Europa, es muy conveniente y rápido y muy adecuado para el control de calidad y la uniformidad de un material específico. Los resultados obtenidos en las pruebas proporcionan parámetros importantes con respecto al desgaste de los cauchos en el uso práctico. Los detalles del procedimiento y la expresión de los resultados son algo así como un compromiso, siendo una compilación del enfoque alemán y el enfoque británico. Se especifican dos procedimientos, usando una pieza de prueba giratoria o no giratoria respectivamente. En principio, la abrasión debería ser más uniforme si se gira la probeta durante la prueba. El abrasivo estándar se especifica en términos de pérdida de peso de un caucho estándar utilizando una pieza de prueba no rotatoria y tiene que pasarse contra una pieza de prueba de acero antes de su uso. Los resultados pueden expresarse como una pérdida de volumen relativa con el abrasivo normalizado en relación con una goma estándar o como un índice de abrasión en relación con una goma estándar.
En los materiales gomosos, cuando se desgasta la superficie lisa, se forman en la superficie de goma patrones periódicamente paralelos. Estos patrones típicos se mantienen a lo largo de todos los procesos de abrasión del caucho, por ejemplo, en la superficie de los neumáticos, cintas transportadoras, rodillos de impresión y zapatos, que por lo tanto se consideran la base esencial de la abrasión del caucho. En ausencia de una descomposición química grave, el proceso de abrasión da como resultado inicialmente la eliminación de pequeñas partículas de caucho de unas pocas micras de tamaño, dejando hoyos en la superficie. Con el frotamiento continuo, se eliminan piezas más grandes de caucho. Aunque la mayor parte de la pérdida de peso es atribuible a las piezas más grandes, se cree que el desprendimiento de las partículas más pequeñas inicia el proceso de abrasión. Las partículas pequeñas tienen un tamaño característico de 1-5 μm, pero si esto se relaciona con una unidad estructural en el compuesto de caucho. Otras sugerencias son que la ruptura mecánica para producir las partículas se relaciona con fallas en el caucho, incluida la suciedad o vacíos que cavitan y conducen a fallas internas del subsuelo. Un experimento rodante sugirió que el desprendimiento de partículas podría estar relacionado con la adhesión interfacial. Se informó que el caucho a menudo desarrolla un patrón de crestas perpendiculares a la dirección de la abrasión. En el caso más simple, la abrasión se produce por el contacto de una línea que tira de una lengüeta de caucho de la cresta, lo que produce el crecimiento de grietas en la base de la lengüeta. Siempre que la configuración de la superficie esté en un estado estable, la cantidad de caucho desgastado se puede relacionar cuantitativamente con la fuerza de fricción y la característica de crecimiento de grietas del caucho. La abrasión del caucho es el resultado de fallas mecánicas debido a esfuerzos de fricción locales excesivamente altos que es más probable que ocurran en pistas irregulares. Por lo tanto, las teorías de la abrasión requieren detalles de las tensiones locales que, junto con las propiedades de resistencia del caucho, pueden permitir predecir la tasa de abrasión. La oscilación stick-slip es la fuerza impulsora para la propagación de grietas, luego los patrones de abrasión y la microvibración con la frecuencia natural del caucho inducida en la fase de deslizamiento de la oscilación stick-slip es otra fuerza impulsora para el inicio de las grietas. Aunque las grietas iniciales se originan en la región de deslizamiento de la superficie de caucho, la propagación de las grietas es fuertemente excitada en la región de adherencia. Se investigaron la abrasión por cuchilla de cuatro materiales de caucho diferentes, caucho natural sin relleno, caucho de estireno butadieno sin relleno, caucho de polibutadieno sin relleno y caucho de estireno-butadieno con relleno de negro de humo. Cada uno se desgasta hasta que se desarrolla el patrón de abrasión de estado estable en la superficie de las ruedas de goma moldeadas. Las condiciones de estado estacionario se miden utilizando la pérdida de peso por revolución de la rueda. La superficie desgastada se corta para examinar el perfil de aspereza típico. Cada perfil se modela utilizando análisis de elementos finitos para calcular la tasa de liberación de energía almacenada para cada combinación de material y condición de prueba. La tasa de liberación de energía almacenada cuando se combina con una medida independiente de la tasa de crecimiento de grietas medida usando una prueba de crecimiento de grietas por fatiga da una predicción razonable de la tasa de abrasión. La resistencia a la abrasión depende en gran medida del contenido de insaturación en la cadena principal.
La resistencia a la abrasión es la capacidad de un material para resistir la acción mecánica, como el roce, el raspado o la erosión, que tiende progresivamente a eliminar material de su superficie. Tal capacidad ayuda a mantener la apariencia y estructura originales del material. Numerosas empresas fabrican productos resistentes a la abrasión para una variedad de aplicaciones, incluidos productos que se pueden fabricar a medida para satisfacer las necesidades de usuarios específicos. Los materiales resistentes a la abrasión se pueden utilizar tanto para piezas móviles como fijas. En material vulcanizado o compuestos de caucho sintético, medida de la resistencia a la abrasión en relación con un compuesto de caucho estándar en condiciones definidas. Las propiedades de un caucho vulcanizado pueden verse significativamente influenciadas por los detalles de la composición. Los materiales prácticos tendrán, además del polímero base, rellenos, antioxidantes, agentes de reticulación, aceleradores, etc. Todos estos pueden influir en la estabilidad física y química del material acabado. Por ejemplo, la resistencia a la abrasión del caucho se puede relacionar cuantitativamente con la fuerza de fricción y la característica de crecimiento de grietas del caucho. Las partículas de relleno rígidas normalmente aumentan la pérdida por desgaste abrasivo de los cauchos rellenos. Un lubricante puede causar una pequeña disminución en la fuerza de fricción pero una disminución dramática en la abrasión. Los antioxidantes se pueden usar para, al menos, restaurar parcialmente la resistencia a la abrasión y al crecimiento de grietas porque se agregan para evitar el ataque del ozono sobre el caucho, lo que puede conducir a la formación y crecimiento de grietas.
Prueba de abrasión
Una prueba de abrasión es una prueba que se usa para medir la resistencia de un material al desgaste que resulta del contacto deslizante, como frotar, moler o raspar contra otro material. La abrasión se puede medir de varias maneras, según la prueba de resistencia utilizada y la información deseada de la prueba. Por ejemplo, si la cantidad de material perdido es un problema independientemente de si el material se rompe, la abrasión se puede medir en términos del porcentaje de material perdido, en masa o volumen, entre el inicio y el final de la prueba. Otra medida que se utiliza a veces es el número de ciclos de abrasión que resiste un material antes de fallar. Esto sería más apropiado si la información sobre cuánto tiempo sobrevivirá el material o producto antes de la falla final es la principal preocupación. Las pruebas de abrasión intentan acelerar el proceso aplicando condiciones más parecidas al corte; sin embargo, este enfoque puede no simular el desgaste real. También es importante tratar de hacer coincidir la severidad de la prueba de abrasión con la severidad de las condiciones de desgaste del producto. Por ejemplo, la severidad de las condiciones de prueba impartidas por la mayoría de los abrasivos suele ser mayor que la que el pavimento de una carretera puede impartir al compuesto de la banda de rodadura de un neumático durante la conducción normal. La resistencia al desgaste es una propiedad importante del compuesto de caucho relacionada con la vida útil del producto para llantas, correas, suelas de zapatos, rodillos de caucho y tubos de arenado, entre otros productos. A lo largo de los años se ha desarrollado una amplia variedad de diferentes probadores de abrasión en un esfuerzo por correlacionar estas propiedades de desgaste del producto. Por lo general, se tienen en cuenta varios factores al desarrollar o seleccionar una prueba de abrasión adecuada para la aplicación en cuestión. Se tiene en cuenta la forma del área de contacto, así como la composición de las dos superficies en contacto entre sí. También se puede considerar la velocidad de contacto deslizante entre las dos superficies, la fuerza con la que actúan entre sí y la duración del contacto entre ellas. Además de los materiales en sí, el entorno en el que entran en contacto también juega un papel en la elección de una prueba de abrasión adecuada. La resistencia a la abrasión se expresa como pérdida de volumen en milímetros cúbicos o como porcentaje de la resistencia a la abrasión. Para pérdida de volumen, un número menor indica mejor resistencia a la abrasión, mientras que para índice de resistencia a la abrasión; un número más pequeño denota menos resistencia a la abrasión. Los compuestos probados generalmente se comparan en función de la "pérdida de volumen", que se calcula a partir de la pérdida de peso y la densidad del compuesto. Se sabe que los resultados de las pruebas de abrasión varían; por lo tanto, es importante verificar y estandarizar el abrasivo utilizado en la prueba. Además, es una buena idea relacionar los resultados de la prueba con un estándar vulcanizado de referencia. ASTM D394, el método de prueba de abrasión de Dupont, consta de un par de tubos de goma presionados contra un disco de papel abrasivo específico que gira mientras un par de tubos moldeados se presionan continuamente contra él con fuerza constante o fuerza ajustada para dar un par constante en el brazo. sosteniendo los especímenes. Se debe tener cuidado con los compuestos de caucho blando, ya que se pueden producir "manchas" que afectan los resultados de la prueba. La norma ASTM D1630 describe que el abrasivo de doble cabezal de plataforma giratoria se conoce comúnmente como el abrasivo NBS que se usa en compuestos de caucho para suelas y tacones de zapatos. El abrasivo NBS utiliza tambores giratorios rodeados por un papel abrasivo específico sobre el que se presionan las muestras por medio de palancas y pesos, un compuesto de referencia estándar específico que se utilizará para el cálculo del índice abrasivo. ASTM D2228 describe el Pico Abrader. Esta prueba única funciona según el principio de abrasión de la superficie de caucho al rotar una muestra de caucho contra un par de cuchillas de carburo de tungsteno. Se proporciona un poder especial de espolvoreado a la superficie de la muestra, lo que sin duda ayuda a evitar la pegajosidad. Este método especifica cinco cauchos estándar y el resultado también se expresa como un índice de abrasión. La fuerza sobre la muestra y la velocidad de rotación pueden variar y, presumiblemente, podrían usarse diferentes geometrías de abrasión, aunque la característica distintiva del Pico es el uso de cuchillos de metal sin filo en presencia de polvo. La norma ASTM D3389 se refiere al Taber Abrader que usa un par de ruedas abrasivas, un método que no es originario de la industria del caucho. Este método muy general utiliza dos ruedas abrasivas contra la pieza de prueba de goma (disco) unida a una plataforma giratoria. Aunque no se puede variar el grado de deslizamiento; sin embargo, la fuerza sobre la pieza de prueba y la naturaleza del abrasivo se varían muy fácilmente y las pruebas se pueden realizar en presencia de lubricantes líquidos o en polvo. Cuando se utiliza el tipo habitual de disco abrasivo, se lleva a cabo un procedimiento de refrentado antes de cada material probado. ISO 4649 se refiere a la norma DIN Abrader, basada en la norma alemana. La pieza de prueba de goma con un soporte se atraviesa en un cilindro giratorio cubierto con una hoja de papel abrasivo. Al permitir que el portamuestras mueva la pieza de prueba a través del tambor mientras gira, hay menos posibilidades de que se acumule caucho en el papel abrasivo. Este método, ampliamente utilizado en Europa, es muy conveniente y rápido y muy adecuado para el control de calidad y la uniformidad de un material específico. Los resultados obtenidos en las pruebas proporcionan parámetros importantes con respecto al desgaste de los cauchos en el uso práctico. Los detalles del procedimiento y la expresión de los resultados son algo así como un compromiso, siendo una compilación del enfoque alemán y el enfoque británico. Se especifican dos procedimientos, usando una pieza de prueba giratoria o no giratoria respectivamente. En principio, la abrasión debería ser más uniforme si se gira la probeta durante la prueba. El abrasivo estándar se especifica en términos de pérdida de peso de un caucho estándar utilizando una pieza de prueba no rotatoria y tiene que pasarse contra una pieza de prueba de acero antes de su uso. Los resultados pueden expresarse como una pérdida de volumen relativa con el abrasivo normalizado en relación con una goma estándar o como un índice de abrasión en relación con una goma estándar.
En los materiales gomosos, cuando se desgasta la superficie lisa, se forman en la superficie de goma patrones periódicamente paralelos. Estos patrones típicos se mantienen a lo largo de todos los procesos de abrasión del caucho, por ejemplo, en la superficie de los neumáticos, cintas transportadoras, rodillos de impresión y zapatos, que por lo tanto se consideran la base esencial de la abrasión del caucho. En ausencia de una descomposición química grave, el proceso de abrasión da como resultado inicialmente la eliminación de pequeñas partículas de caucho de unas pocas micras de tamaño, dejando hoyos en la superficie. Con el frotamiento continuo, se eliminan piezas más grandes de caucho. Aunque la mayor parte de la pérdida de peso es atribuible a las piezas más grandes, se cree que el desprendimiento de las partículas más pequeñas inicia el proceso de abrasión. Las partículas pequeñas tienen un tamaño característico de 1-5 μm, pero si esto se relaciona con una unidad estructural en el compuesto de caucho. Otras sugerencias son que la ruptura mecánica para producir las partículas se relaciona con fallas en el caucho, incluida la suciedad o vacíos que cavitan y conducen a fallas internas del subsuelo. Un experimento rodante sugirió que el desprendimiento de partículas podría estar relacionado con la adhesión interfacial. Se informó que el caucho a menudo desarrolla un patrón de crestas perpendiculares a la dirección de la abrasión. En el caso más simple, la abrasión se produce por el contacto de una línea que tira de una lengüeta de caucho de la cresta, lo que produce el crecimiento de grietas en la base de la lengüeta. Siempre que la configuración de la superficie esté en un estado estable, la cantidad de caucho desgastado se puede relacionar cuantitativamente con la fuerza de fricción y la característica de crecimiento de grietas del caucho. La abrasión del caucho es el resultado de fallas mecánicas debido a esfuerzos de fricción locales excesivamente altos que es más probable que ocurran en pistas irregulares. Por lo tanto, las teorías de la abrasión requieren detalles de las tensiones locales que, junto con las propiedades de resistencia del caucho, pueden permitir predecir la tasa de abrasión. La oscilación stick-slip es la fuerza impulsora para la propagación de grietas, luego los patrones de abrasión y la microvibración con la frecuencia natural del caucho inducida en la fase de deslizamiento de la oscilación stick-slip es otra fuerza impulsora para el inicio de las grietas. Aunque las grietas iniciales se originan en la región de deslizamiento de la superficie de caucho, la propagación de las grietas es fuertemente excitada en la región de adherencia. Se investigaron la abrasión por cuchilla de cuatro materiales de caucho diferentes, caucho natural sin relleno, caucho de estireno butadieno sin relleno, caucho de polibutadieno sin relleno y caucho de estireno-butadieno con relleno de negro de humo. Cada uno se desgasta hasta que se desarrolla el patrón de abrasión de estado estable en la superficie de las ruedas de goma moldeadas. Las condiciones de estado estacionario se miden utilizando la pérdida de peso por revolución de la rueda. La superficie desgastada se corta para examinar el perfil de aspereza típico. Cada perfil se modela utilizando análisis de elementos finitos para calcular la tasa de liberación de energía almacenada para cada combinación de material y condición de prueba. La tasa de liberación de energía almacenada cuando se combina con una medida independiente de la tasa de crecimiento de grietas medida usando una prueba de crecimiento de grietas por fatiga da una predicción razonable de la tasa de abrasión. La resistencia a la abrasión depende en gran medida del contenido de insaturación en la cadena principal.
La resistencia a la abrasión es la capacidad de un material para resistir la acción mecánica, como el roce, el raspado o la erosión, que tiende progresivamente a eliminar material de su superficie. Tal capacidad ayuda a mantener la apariencia y estructura originales del material. Numerosas empresas fabrican productos resistentes a la abrasión para una variedad de aplicaciones, incluidos productos que se pueden fabricar a medida para satisfacer las necesidades de usuarios específicos. Los materiales resistentes a la abrasión se pueden utilizar tanto para piezas móviles como fijas. En material vulcanizado o compuestos de caucho sintético, medida de la resistencia a la abrasión en relación con un compuesto de caucho estándar en condiciones definidas. Las propiedades de un caucho vulcanizado pueden verse significativamente influenciadas por los detalles de la composición. Los materiales prácticos tendrán, además del polímero base, rellenos, antioxidantes, agentes de reticulación, aceleradores, etc. Todos estos pueden influir en la estabilidad física y química del material acabado. Por ejemplo, la resistencia a la abrasión del caucho se puede relacionar cuantitativamente con la fuerza de fricción y la característica de crecimiento de grietas del caucho. Las partículas de relleno rígidas normalmente aumentan la pérdida por desgaste abrasivo de los cauchos rellenos. Un lubricante puede causar una pequeña disminución en la fuerza de fricción pero una disminución dramática en la abrasión. Los antioxidantes se pueden usar para, al menos, restaurar parcialmente la resistencia a la abrasión y al crecimiento de grietas porque se agregan para evitar el ataque del ozono sobre el caucho, lo que puede conducir a la formación y crecimiento de grietas.
Prueba de abrasión
Prueba de abrasión
Una prueba de abrasión es una prueba que se usa para medir la resistencia de un material al desgaste que resulta del contacto deslizante, como frotar, moler o raspar contra otro material. La abrasión se puede medir de varias maneras, según la prueba de resistencia utilizada y la información deseada de la prueba. Por ejemplo, si la cantidad de material perdido es un problema independientemente de si el material se rompe, la abrasión se puede medir en términos del porcentaje de material perdido, en masa o volumen, entre el inicio y el final de la prueba. Otra medida que se utiliza a veces es el número de ciclos de abrasión que resiste un material antes de fallar. Esto sería más apropiado si la información sobre cuánto tiempo sobrevivirá el material o producto antes de la falla final es la principal preocupación. Las pruebas de abrasión intentan acelerar el proceso aplicando condiciones más parecidas al corte; sin embargo, este enfoque puede no simular el desgaste real. También es importante tratar de hacer coincidir la severidad de la prueba de abrasión con la severidad de las condiciones de desgaste del producto. Por ejemplo, la severidad de las condiciones de prueba impartidas por la mayoría de los abrasivos suele ser mayor que la que el pavimento de una carretera puede impartir al compuesto de la banda de rodadura de un neumático durante la conducción normal. La resistencia al desgaste es una propiedad importante del compuesto de caucho relacionada con la vida útil del producto para llantas, correas, suelas de zapatos, rodillos de caucho y tubos de arenado, entre otros productos. A lo largo de los años se ha desarrollado una amplia variedad de diferentes probadores de abrasión en un esfuerzo por correlacionar estas propiedades de desgaste del producto. Por lo general, se tienen en cuenta varios factores al desarrollar o seleccionar una prueba de abrasión adecuada para la aplicación en cuestión. Se tiene en cuenta la forma del área de contacto, así como la composición de las dos superficies en contacto entre sí. También se puede considerar la velocidad de contacto deslizante entre las dos superficies, la fuerza con la que actúan entre sí y la duración del contacto entre ellas. Además de los materiales en sí, el entorno en el que entran en contacto también juega un papel en la elección de una prueba de abrasión adecuada. La resistencia a la abrasión se expresa como pérdida de volumen en milímetros cúbicos o como porcentaje de la resistencia a la abrasión. Para pérdida de volumen, un número menor indica mejor resistencia a la abrasión, mientras que para índice de resistencia a la abrasión; un número más pequeño denota menos resistencia a la abrasión. Los compuestos probados generalmente se comparan en función de la "pérdida de volumen", que se calcula a partir de la pérdida de peso y la densidad del compuesto. Se sabe que los resultados de las pruebas de abrasión varían; por lo tanto, es importante verificar y estandarizar el abrasivo utilizado en la prueba. Además, es una buena idea relacionar los resultados de la prueba con un estándar vulcanizado de referencia. ASTM D394, el método de prueba de abrasión de Dupont, consta de un par de tubos de goma presionados contra un disco de papel abrasivo específico que gira mientras un par de tubos moldeados se presionan continuamente contra él con fuerza constante o fuerza ajustada para dar un par constante en el brazo. sosteniendo los especímenes. Se debe tener cuidado con los compuestos de caucho blando, ya que se pueden producir "manchas" que afectan los resultados de la prueba. La norma ASTM D1630 describe que el abrasivo de doble cabezal de plataforma giratoria se conoce comúnmente como el abrasivo NBS que se usa en compuestos de caucho para suelas y tacones de zapatos. El abrasivo NBS utiliza tambores giratorios rodeados por un papel abrasivo específico sobre el que se presionan las muestras por medio de palancas y pesos, un compuesto de referencia estándar específico que se utilizará para el cálculo del índice abrasivo. ASTM D2228 describe el Pico Abrader. Esta prueba única funciona según el principio de abrasión de la superficie de caucho al rotar una muestra de caucho contra un par de cuchillas de carburo de tungsteno. Se proporciona un poder especial de espolvoreado a la superficie de la muestra, lo que sin duda ayuda a evitar la pegajosidad. Este método especifica cinco cauchos estándar y el resultado también se expresa como un índice de abrasión. La fuerza sobre la muestra y la velocidad de rotación pueden variar y, presumiblemente, podrían usarse diferentes geometrías de abrasión, aunque la característica distintiva del Pico es el uso de cuchillos de metal sin filo en presencia de polvo. La norma ASTM D3389 se refiere al Taber Abrader que usa un par de ruedas abrasivas, un método que no es originario de la industria del caucho. Este método muy general utiliza dos ruedas abrasivas contra la pieza de prueba de goma (disco) unida a una plataforma giratoria. Aunque no se puede variar el grado de deslizamiento; sin embargo, la fuerza sobre la pieza de prueba y la naturaleza del abrasivo se varían muy fácilmente y las pruebas se pueden realizar en presencia de lubricantes líquidos o en polvo. Cuando se utiliza el tipo habitual de disco abrasivo, se lleva a cabo un procedimiento de refrentado antes de cada material probado. ISO 4649 se refiere a la norma DIN Abrader, basada en la norma alemana. La pieza de prueba de goma con un soporte se atraviesa en un cilindro giratorio cubierto con una hoja de papel abrasivo. Al permitir que el portamuestras mueva la pieza de prueba a través del tambor mientras gira, hay menos posibilidades de que se acumule caucho en el papel abrasivo. Este método, ampliamente utilizado en Europa, es muy conveniente y rápido y muy adecuado para el control de calidad y la uniformidad de un material específico. Los resultados obtenidos en las pruebas proporcionan parámetros importantes con respecto al desgaste de los cauchos en el uso práctico. Los detalles del procedimiento y la expresión de los resultados son algo así como un compromiso, siendo una compilación del enfoque alemán y el enfoque británico. Se especifican dos procedimientos, usando una pieza de prueba giratoria o no giratoria respectivamente. En principio, la abrasión debería ser más uniforme si se gira la probeta durante la prueba. El abrasivo estándar se especifica en términos de pérdida de peso de un caucho estándar utilizando una pieza de prueba no rotatoria y tiene que pasarse contra una pieza de prueba de acero antes de su uso. Los resultados pueden expresarse como una pérdida de volumen relativa con el abrasivo normalizado en relación con una goma estándar o como un índice de abrasión en relación con una goma estándar.
En los materiales gomosos, cuando se desgasta la superficie lisa, se forman en la superficie de goma patrones periódicamente paralelos. Estos patrones típicos se mantienen a lo largo de todos los procesos de abrasión del caucho, por ejemplo, en la superficie de los neumáticos, cintas transportadoras, rodillos de impresión y zapatos, que por lo tanto se consideran la base esencial de la abrasión del caucho. En ausencia de una descomposición química grave, el proceso de abrasión da como resultado inicialmente la eliminación de pequeñas partículas de caucho de unas pocas micras de tamaño, dejando hoyos en la superficie. Con el frotamiento continuo, se eliminan piezas más grandes de caucho. Aunque la mayor parte de la pérdida de peso es atribuible a las piezas más grandes, se cree que el desprendimiento de las partículas más pequeñas inicia el proceso de abrasión. Las partículas pequeñas tienen un tamaño característico de 1-5 μm, pero si esto se relaciona con una unidad estructural en el compuesto de caucho. Otras sugerencias son que la ruptura mecánica para producir las partículas se relaciona con fallas en el caucho, incluida la suciedad o vacíos que cavitan y conducen a fallas internas del subsuelo. Un experimento rodante sugirió que el desprendimiento de partículas podría estar relacionado con la adhesión interfacial. Se informó que el caucho a menudo desarrolla un patrón de crestas perpendiculares a la dirección de la abrasión. En el caso más simple, la abrasión se produce por el contacto de una línea que tira de una lengüeta de caucho de la cresta, lo que produce el crecimiento de grietas en la base de la lengüeta. Siempre que la configuración de la superficie esté en un estado estable, la cantidad de caucho desgastado se puede relacionar cuantitativamente con la fuerza de fricción y la característica de crecimiento de grietas del caucho. La abrasión del caucho es el resultado de fallas mecánicas debido a esfuerzos de fricción locales excesivamente altos que es más probable que ocurran en pistas irregulares. Por lo tanto, las teorías de la abrasión requieren detalles de las tensiones locales que, junto con las propiedades de resistencia del caucho, pueden permitir predecir la tasa de abrasión. La oscilación stick-slip es la fuerza impulsora para la propagación de grietas, luego los patrones de abrasión y la microvibración con la frecuencia natural del caucho inducida en la fase de deslizamiento de la oscilación stick-slip es otra fuerza impulsora para el inicio de las grietas. Aunque las grietas iniciales se originan en la región de deslizamiento de la superficie de caucho, la propagación de las grietas es fuertemente excitada en la región de adherencia. Se investigaron la abrasión por cuchilla de cuatro materiales de caucho diferentes, caucho natural sin relleno, caucho de estireno butadieno sin relleno, caucho de polibutadieno sin relleno y caucho de estireno-butadieno con relleno de negro de humo. Cada uno se desgasta hasta que se desarrolla el patrón de abrasión de estado estable en la superficie de las ruedas de goma moldeadas. Las condiciones de estado estacionario se miden utilizando la pérdida de peso por revolución de la rueda. La superficie desgastada se corta para examinar el perfil de aspereza típico. Cada perfil se modela utilizando análisis de elementos finitos para calcular la tasa de liberación de energía almacenada para cada combinación de material y condición de prueba. La tasa de liberación de energía almacenada cuando se combina con una medida independiente de la tasa de crecimiento de grietas medida usando una prueba de crecimiento de grietas por fatiga da una predicción razonable de la tasa de abrasión. La resistencia a la abrasión depende en gran medida del contenido de insaturación en la cadena principal.
La resistencia a la abrasión es la capacidad de un material para resistir la acción mecánica, como el roce, el raspado o la erosión, que tiende progresivamente a eliminar material de su superficie. Tal capacidad ayuda a mantener la apariencia y estructura originales del material. Numerosas empresas fabrican productos resistentes a la abrasión para una variedad de aplicaciones, incluidos productos que se pueden fabricar a medida para satisfacer las necesidades de usuarios específicos. Los materiales resistentes a la abrasión se pueden utilizar tanto para piezas móviles como fijas. En material vulcanizado o compuestos de caucho sintético, medida de la resistencia a la abrasión en relación con un compuesto de caucho estándar en condiciones definidas. Las propiedades de un caucho vulcanizado pueden verse significativamente influenciadas por los detalles de la composición. Los materiales prácticos tendrán, además del polímero base, rellenos, antioxidantes, agentes de reticulación, aceleradores, etc. Todos estos pueden influir en la estabilidad física y química del material acabado. Por ejemplo, la resistencia a la abrasión del caucho se puede relacionar cuantitativamente con la fuerza de fricción y la característica de crecimiento de grietas del caucho. Las partículas de relleno rígidas normalmente aumentan la pérdida por desgaste abrasivo de los cauchos rellenos. Un lubricante puede causar una pequeña disminución en la fuerza de fricción pero una disminución dramática en la abrasión. Los antioxidantes se pueden usar para, al menos, restaurar parcialmente la resistencia a la abrasión y al crecimiento de grietas porque se agregan para evitar el ataque del ozono sobre el caucho, lo que puede conducir a la formación y crecimiento de grietas.