Relación entre microdureza y estructura en polímeros

Abstract

La presente Tesis tiene como objetivo principal investigar las relaciones existentes entre los parámetros estructurales de las poliolefinas y su microdureza. Dado que esta técnica de medida no se ha aplicado a los polímeros de forma tan extensa como a otros tipos de materiales, la información bibliográfica sobre el tema no es demasiado amplia. Teniendo presente este hecho, se decidió, en primer lugar, estudiar el procedimiento de realización de las medidas de forma que se asegurase su reproducibilidad, considerando por separado la influencia de cada una de las condiciones de medida sobre el valor de la microdureza. Tras esta fase previa, se estudió la relación entre la microdureza y la cristalinidad para un conjunto muy amplio de muestras de polietileno y polipropileno, caracterizadas por medio de medidas de densidad, entalpia de fusión, viscosidad y de propiedades mecánicas. Una vez establecida la dependencia entre la cristalinidad y la microdureza, se determinó la relación entre ésta y las propiedades mecánicas de las poliolefinas. Los resultados se explican por medio de las relaciones existentes entre las características mecánicas del polímero y sus parámetros estructurales. Para terminar el trabajo experimental se midió la recuperación de las dimensiones de las huellas y los resultados se ajustaron a un modelo de comportamiento reológico. Los parámetros resultantes del ajuste se han discutido en función de la microdureza, de las propiedades mecánicas y de la estructura de los polímeros estudiados. Las conclusiones más importantes a las que se ha llegado en esta Tesis son: Ia Como consecuencia de las medidas de recuperación, se ha demostrado que la fase amorfa juega un papel importante en el proceso de deformación del polímero bajo el penetrador. 2a Se ha observado una dependencia funcional única entre la microdureza y la cristalinidad para poliolefinas. 3a Se ha comprobado que los modelos que, para materiales de bajo peso molecular, relacionan la microdureza y la recuperación elástica con sus propiedades mecánicas no se pueden aplicar a polímeros, debido a las peculiaridades del comportamiento viscoelástico de estos sistemas. En la Tesis se presentan y justifican nuevas relaciones válidas para los materiales estudiados. 4a Se ha demostrado que es posible investigar ciertos aspectos del comportamiento reologico de los polímeros empleando medidas de microdureza.