Abrasión
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Resistencia a la abrasión
La resistencia a la abrasión se define como la capacidad de un material para resistir la acción mecánica que tiende a eliminar progresivamente el material de su superficie. La resistencia a la abrasión de los materiales poliméricos es un tema complejo. La resistencia a la abrasión está estrechamente relacionada con otros factores como la dureza, la resiliencia y el tipo y cantidad de cargas y aditivos añadidos. La resistencia a la abrasión depende de factores como las condiciones de prueba, el tipo de abrasivo y el desarrollo y disipación de calor durante el ciclo de prueba. Todo esto hace que la abrasión sea una propiedad mecánica difícil de definir y medir adecuadamente. La capacidad de un material para resistir la abrasión se mide con mayor frecuencia por su pérdida de peso cuando se desgasta con un abrasivo. El abrasivo Taber se usa ampliamente para medir la resistencia a la abrasión. En la prueba de abrasión Taber, la muestra de prueba se coloca en un plato giratorio con una rueda abrasiva adecuada bajo un determinado peso muerto. Se mide la pérdida de peso después de un gran número de revoluciones (al menos 5000 revoluciones). Para materiales más blandos, se pueden usar ruedas menos abrasivas con una carga más pequeña en las ruedas. El desgaste puede ser elevado cuando las piezas reforzadas están en contacto con piezas no reforzadas. Esta situación podría provocar un desgaste excesivo de las piezas no reforzadas. El uso de grados reforzados lubricados puede reducir el desgaste cuando entra en contacto con el componente no reforzado. Se pueden usar aditivos de arcilla china para mejorar la resistencia del PP al rayado y al rayado. La resistencia a los arañazos es muy importante para los paneles de la carrocería. Recientemente, el desarrollo de grados de copolímeros de alta cristalinidad se ha producido en respuesta al requisito del sector automotriz de materiales de bajo costo y bajo peso para molduras interiores que no muestren evidencia de rayado. Estos grados son alrededor de un 15% más ligeros que el ABS, con una mayor resistencia al agrietamiento por tensión y la misma tenacidad. Los copolímeros de PP altamente cristalinos tienen una resistencia al rayado similar al PP relleno de talco pero, debido a que no contienen relleno blanco, no muestran evidencia de rayado. Sin embargo, las desventajas de los copolímeros de alta cristalinidad son un 30% menos de rigidez en comparación con la contraparte rellena de talco y un brillo más alto, que no es el preferido por los fabricantes de automóviles, una mayor contracción y menos amortiguación acústica. La resistencia a la abrasión es la capacidad de resistir la acción mecánica, como el roce, el raspado o la erosión, que tiende a eliminar progresivamente el material de su superficie. Cuando un producto tiene resistencia a la abrasión, resistirá la erosión causada por raspado, frotamiento y otros tipos de desgaste mecánico y mantiene un integridad y su forma. Las pruebas de abrasión intentan acelerar el proceso aplicando más condiciones de corte. Se llama resistencia a la abrasión a la habilidad de un material para resistir acciones mecánicas como frotamiento, rascado, molienda, arenado o erosión que tiende progresivamente sacar material de su superficie. Las normas ASTM son la D 1044 y la D 1242. La abrasión, desgaste de superficies, se relaciona con la fricción. Propiedad compleja, es difícil de analizar y medir. Pese a que varias máquinas se han propuesto para los ensayos acelerados, ninguno es aún satisfactorio. En los plásticos, la abrasión o resistencia al uso es importante en casos como cojinetes, rodamientos y engranajes.La resistencia a la abrasión de los materiales poliméricos es un tema complejo. Se han desarrollado muchas teorías para respaldar la afirmación de que la abrasión está estrechamente relacionada con la fuerza de fricción, la carga y el área real de contacto. Un aumento en cualquiera de los tres generalmente da como resultado un mayor desgaste o abrasión. La dureza de los materiales poliméricos tiene un efecto significativo sobre las características de abrasión. Por ejemplo, un material más duro con considerables asperezas en la superficie sin duda cortará la superficie de un material más blando hasta una profundidad apreciable, creando surcos y rayones. La teoría se complica aún más por el hecho de que el proceso de abrasión también crea oxidación en la superficie debido a la acumulación de altas temperaturas localizadas. La resistencia a la abrasión también se ve afectada por otros factores, como las propiedades del material polimérico, la resiliencia y el tipo y cantidad de cargas o aditivos añadidos. Todo esto hace que la abrasión sea una propiedad mecánica difícil de definir y medir adecuadamente. La resistencia a la abrasión se define como la capacidad de un material para resistir la acción mecánica (como frotar, raspar o erosionar) que tiende a eliminar progresivamente el material de su superficie. La resistencia a la abrasión se ve significativamente afectada por factores tales como las condiciones de prueba, el tipo de abrasivo y el desarrollo y disipación de calor durante el ciclo de prueba. Se han desarrollado muchos tipos diferentes de equipos de medición de la abrasión. Sin embargo, la correlación entre los resultados de las pruebas obtenidos de diferentes máquinas, así como la correlación entre los resultados de las pruebas y el desgaste real relacionado con la abrasión en la vida real, sigue siendo muy pobre. Sin embargo, las pruebas proporcionan una clasificación relativa de los materiales en un cierto orden cuando se realizan en un conjunto específico de condiciones.
Pruebas de resistencia a la abrasión
La capacidad del material para resistir la abrasión se mide con mayor frecuencia por su pérdida de peso cuando se desgasta con un abrasivo. El abrasivo más aceptado en la industria se llama abrasador Taber. Se encuentra disponible una variedad de ruedas con diferentes grados de abrasión. El grado de rueda "calibrase" designado CS-17 con una carga de 1000 g parece producir resultados satisfactorios con casi todos los plásticos. Para materiales más blandos, se pueden usar ruedas menos abrasivas con una carga más pequeña en las ruedas. La muestra de prueba suele ser un disco de 4 pulgadas de diámetro o una placa de 4 pulgadas 2 que tiene ambas superficies sustancialmente planas y paralelas. Se perfora un orificio de 1/2 pulg. De diámetro en el centro. Las muestras se acondicionan empleando prácticas de acondicionamiento estándar antes de la prueba. Para comenzar la prueba, la muestra de prueba se coloca en un plato giratorio. Se colocan muelas abrasivas adecuadas sobre la muestra bajo ciertas cargas de peso muerto establecidas. El plato giratorio se pone en marcha y un contador automático registra el número de revoluciones. La mayoría de las pruebas se realizan a al menos 5000 revoluciones. Las muestras se pesan con una precisión de miligramo. Los resultados de la prueba se informan como pérdida de peso en miligramos durante 1000 ciclos. El grado de la muela abrasiva junto con la cantidad de carga a la que se llevó a cabo la prueba siempre se informa junto con los resultados. También se desarrollan métodos de prueba como ASTM D 1044 (resistencia de los materiales plásticos transparentes a la abrasión) para estimar la resistencia de los materiales plásticos transparentes a un tipo de abrasión mediante la medición de sus efectos ópticos. La prueba se lleva a cabo de manera similar a la descrita anteriormente, excepto que normalmente se usan 100 ciclos con una carga de 500 g. Se utiliza un fotómetro fotoeléctrico para medir la luz dispersada por la pista desgastada. El porcentaje de la luz transmitida que se difunde por las muestras desgastadas se informa como resultado de la prueba. El método de prueba ISO 9352 describe la resistencia al desgaste por muelas abrasivas Otro método para estudiar la resistencia del material plástico a la abrasión es midiendo la pérdida de volumen cuando una muestra plana se somete a abrasión con abrasivo suelto o abrasivo adherido sobre tela o papel. Este método se designa como ASTM D 1242.
Abrasion test
Una prueba de abrasión es una prueba de resistencia al material al desgaste La abrasión se puede medir de varias maneras, según la prueba de resistencia y la información que se desee de la prueba. Por ejemplo, cuando se trata de la cantidad de material independientemente de que falle el material, se puede medir la abrasión en términos del porcentaje de material perdido, ya sea por masa o por volumen, entre el inicio y el final de la prueba. Otra medida utilizada a veces es el número de ciclos de abrasión por lo cual el material resiste antes del fallo. Esto sería más apropiado si la información sobre cómo sobrevivir antes del fracaso absoluto es de interés primordial.
Procedimiento
Se extrae de la muestra una muestra cilíndrica con un diámetro de 16 +/- 2 mm y un espesor mínimo de 6 mm; esta se coloca en una junta, de la que sobresale 2 +/- 0,2 mm, lo que la mantiene apoyada sobre un rodillo de papel abrasivo con una fuerza de presión de 10N. Durante la prueba, el rodillo gira y la muestra corre a lo largo de todo el ancho del cilindro perpendicular al sentido de rotación y con una velocidad de 0,32 m / s. La distancia que recorre el material en movimiento es de 40 my el análisis consiste en detectar qué tan resistente es el TPU a la abrasión. La resistencia se define como la pérdida de volumen de la muestra y se expresa en mm3. La muestra debe pesarse tanto antes como después del ensayo y el valor de la resistencia a la abrasión se define de la siguiente manera:
A = (Pi-Pf) * C / δ (3,1)
donde: Pi = peso inicial de la muestra
Pf = peso final de la muestra
C = coeficiente del papel abrasivo
δ = densidad del material
Para ser significativo, la prueba debe realizarse en al menos tres muestras y el valor final es el promedio de los valores de las pruebas individuales.
Abrasímetro
Las ruedas de desgaste producen la acción característica de frote. Montado en una superficie rotativa, las muestras son expuestas a la acción de rozamiento de dos muelas abrasivas. Las muelas producen marcas de abrasión que forman un modelo de arcos cruzados sobre un anillo circular de aproximadamente 30 cm2. Esto revela la resistencia a la abrasión en todos los ángulos en relación con el desgaste o el grano del material.
Tipos de discos o muelas abrasivas
Las ruedas de abrasión, por lo general, se presentan en 5 niveles diferentes de abrasividad. Las ruedas de fieltro de lana o de caucho simple se emplean para realizar pruebas con materiales delicados o comprobar la abrasividad de materiales como polvos dentales. Las ruedas que incorporan partículas abrasivas en una matriz resistente de caucho o una matriz de arcilla vitrificada son indicadas para materiales más rígidos.
- Calibrase: una rueda resistente compuesta de partículas abrasivas de caucho y óxido de aluminio.
- Calibrade: una rueda no resistente compuesta de partículas abrasivas de arcilla vitrificada y carburo de silicio.
- Fieltro de lana: no contiene partículas abrasivas.
- Caucho simple: no contiene partículas abrasivas a menos que se utilice con tiras de papel de lija.
- Carburo de Tungsteno: acción severa de corte y desgarre con dientes helicoidales para uso con materiales resistentes como el caucho, pieles o revestimiento para suelos.
Términos abrasión
La abrasión se puede definir como la pérdida de material de una superficie debido al desgaste por las fuerzas de fricción. Los términos abrasión y, a veces, desgaste se utilizan como sinónimos. Sin embargo, el término desgaste se usa generalmente para describir el daño progresivo en la interfaz de dos superficies deslizantes. A veces, el desgaste severo se considera abrasión. El término abrasión se utiliza normalmente para caracterizar la rápida eliminación de materia de una superficie mediante la acción de un elemento fuertemente abrasivo. La abrasión es una propiedad difícil de definir y medir. Normalmente se acepta que la abrasión depende de la dureza y resiliencia del polímero, las fuerzas de fricción, la carga y el área de contacto real. Generalmente, los plásticos duros y rígidos tienen mejor resistencia a la abrasión que los plásticos duros y flexibles. La resistencia a la fricción, dureza, desgaste y abrasión están estrechamente relacionadas con las propiedades viscoelásticas del polímero. La resistencia a la abrasión es la resistencia de una superficie plástica a una fuente constante de abrasión. La resistencia a la abrasión en los plásticos generalmente se mide mediante una prueba de rayado, en la que el material se somete a muchos rayones, generalmente por contacto con una rueda abrasiva o una corriente de material abrasivo que cae. El grado de abrasión se puede determinar por la pérdida de peso por daño severo, pero generalmente se mide por evidencia de deterioro de la superficie, como pérdida de brillo o desarrollo de turbidez para muestras transparentes. Hay muchos tipos de pruebas de resistencia a la abrasión para formas específicas de materiales abrasivos y para aplicaciones y materiales específicos. Los abrasivos utilizados en estas pruebas incluyen abrasivos de partículas sueltas (ASTM D673 y D1242), abrasivos adheridos sobre tela o papel (ASTM D1242) y muelas abrasivas estándar (ASTM D1044). ASTM D1044 evalúa la resistencia de los plásticos transparentes a la abrasión superficial mediante 2 ABRASIÓN Y RESISTENCIA A LA ABRASIÓN midiendo su efecto sobre la transmisión de la luz. Otro método de prueba para evaluar la resistencia a la abrasión, ASTM D1242, mide el volumen perdido por dos tipos diferentes de procesos de abrasión, abrasión suelta y abrasión adherida. Los métodos de prueba para la resistencia a la abrasión del caucho se dan en ASTM D1630 y D2228. La abrasión en relación con materiales textiles se define en ASTM D123
Método de prueba de abrasión ASTM D394
El método de prueba de abrasión ASTM D394, consiste en un par de piezas de prueba de goma. Un par constante en el brazo que sostiene las piezas de prueba. Se debe tener cuidado con los compuestos de caucho blando, ya que pueden producirse "manchas" que afectan los resultados de la prueba.
Método de prueba de abrasión ASTM D3389
ASTM D3389 se refiere al Taber Abrader que usa un par de ruedas abrasivas, un método no originario de la industria del caucho. Este método general utiliza dos ruedas abrasivas contra la pieza de prueba de goma (disco) unida a una plataforma giratoria. Aunque el grado no puede ser variado; sin embargo, la fuerza en la prueba Cuando se utiliza el tipo habitual de muela abrasiva, se lleva a cabo un procedimiento de rectificado antes de cada material probado.
ASTM D2228 describe el Pico Abrader
Muestra de goma giratoria Un poder de polvo especial es la prueba de superficie, que sin duda ayuda a evitar la adherencia. Este método especifica cinco cauchos estándar y el resultado también se expresa como un índice de abrasión. Se puede usar fuerza en la prueba, aunque la característica distintiva del Pico.
Método de prueba de abrasión ASTM D1630
La norma ASTM D1630 describe la abrasiva de doble cabezal y plataforma giratoria que se conoce comúnmente como la NBS Abrader utilizada en compuestos de caucho para suelas y tacones. La lijadora NBS utiliza tambores giratorios con un papel abrasivo específico alrededor de ellos en las piezas de prueba.
El cálculo estándar de un índice abrasivo.
Método de prueba de abrasión ISO 4649
ISO 4649 se refiere al DIN Abrader, basado en el estándar alemán. La pieza de prueba de goma con un soporte está atravesada Al permitir que el titular de la muestra mueva la prueba Este método, utilizado ampliamente en Europa, es uniformemente adecuado para el control de calidad. Los resultados de las pruebas logradas proporcionan parámetros importantes en el uso de gomas en el uso práctico.
Método de prueba de abrasión ASTM D 5963
Este método de prueba cubre la medición de la resistencia a la abrasión de los cauchos (cauchos termoestables vulcanizados y elastómeros termoplásticos) que están sujetos a desgaste abrasivo/friccional en el servicio real. La resistencia a la abrasión se mide moviendo una pieza de prueba sobre la superficie de una lámina abrasiva montada en un tambor giratorio y se expresa como pérdida de volumen en milímetros cúbicos o índice de resistencia a la abrasión en porcentaje. Para la pérdida de volumen, un número más pequeño indica una mejor resistencia a la abrasión, mientras que para el índice de resistencia a la abrasión, un número más pequeño indica una peor resistencia a la abrasión. Bajo una carga de 10 N, las muestras se frotaron con la tela de abrasión con rodillo. La distancia de abrasión fue de 40 m. La pérdida de peso por abrasión (con una precisión de 0,1 mg) se utiliza para medir la resistencia a la abrasión.
Norma británica BS903 Akron Abrader
La pieza de prueba de goma es una rueda moldeada que se coloca contra un cilindro abrasivo a velocidades constantes y se mantiene contra la rueda abrasiva mediante una fuerza constante. El Akron Abrader tiene la ventaja de permitir la variación en el grado de deslizamiento en la prueba variando el ángulo de la pieza de prueba.
Abrasión en aparato Martindale
Establecido por la norma EN 388:1994 para determinar la resistencia a la abrasión de los guantes de protección para trabajos con riesgo de tipo mecánico. En algunos laboratorios se utiliza para ensayar materiales para forro, curtidos y sintéticos.
Abrasíon
La abrasión Taber es una prueba para determinar la resistencia de un plástico a la abrasión. La resistencia a la abrasión se define como la capacidad de un material para resistir la acción mecánica, como frotar, raspar o erosionar. La abrasión puede ser difícil de comparar, pero a menudo se evalúa la variación de la turbidez o la pérdida de peso.
Procedimiento de prueba
Se mide la turbidez o el peso original de la muestra de prueba. La muestra de prueba se coloca luego en el probador de abrasión. Se coloca una carga de 250, 500 o 1000 gramos en la parte superior de la rueda abrasiva y se deja girar durante un número específico de revoluciones. Se especifican diferentes ruedas abrasivas. Se toma una medición de turbidez o peso final. La carga y la rueda se pueden ajustar para obtener materiales más blandos y duros. Se utiliza un disco de 4 pulgadas de diámetro o placa de 4 pulgadas cuadradas , el resultados se expresan mediante cambios en el % de turbidez o en la pérdida de peso en mg / # de ciclos.
Normas : JIS K 5600-5-9 , JIS K 7204 , JIS K 6264 , JIS L 1096 , JAS , ASTM D 1044, ASTM D 4060
Abridor de Normas Básicas Nacionales (NBS)
La abrasión es el desgaste de material de una superficie de goma debido a la acción de una superficie abrasiva en contacto y en movimiento con respecto al caucho superficie. Se mide bajo una carga específica, a una velocidad y tipo específicos de superficie abrasiva. Las pruebas abortivas pueden no predecir la vida de servicio, debido a que muchos y complejos factores la abrasión que afecta varía mucho de una aplicación a otra. La resistencia a la abrasión se expresa como una pérdida de volumen en milímetros cúbicos o un índice de resistencia a la abrasión en porcentaje. Para la pérdida de volumen, un número menor indica una mejor resistencia a la abrasión, mientras que para el índice de resistencia a la abrasión; un número menor denota más pobre.
El Abridor de Normas Básicas Nacionales (NBS) es un comprobador de abrasión de uso frecuente. Las muestras de prueba se presionan bajo una carga específica contra un tambor giratorio cubierto con papel abrasivo. El número de revoluciones del tambor requerido para desgastar un espesor específico de la muestra de prueba se registra y se compara con el número de revoluciones requeridas para desgastar el mismo grosor de un material de referencia estándar (ASTM D 1630).
En la prueba Taber Abrader (o Abraser), se mide la pérdida de peso o la pérdida de espesor. El espécimen se coloca en contacto con una rueda abrasiva bajo una carga de 500 o 1000 g (ASTM D 1044). Esta prueba se realiza generalmente en plásticos transparentes; Sin embargo, el aparato también se ha utilizado con caucho. Se sabe que los resultados de la prueba de abrasión son variables; por lo tanto, es importante controlar y estandarizar el abrasivo utilizado en la prueba.
Materiales
La resistencia a la abrasión es importante donde el arrastre, la manipulación brusca, el uso industrial y el contacto por fricción pueden estar involucrados en la aplicación de TPE. Los TPE duros generalmente tienen una mejor resistencia a la abrasión. El TPU y el COPA logran una excelente resistencia a la abrasión. Se obtiene buena resistencia a la abrasión con MPR, COPE, TPV, TPO y NBR/PVC.