Estándares de prueba para las propiedades mecánicas de materiales poliméricos orgánicos comunes

Materiales poliméricos orgánicos, también conocidos como materiales moleculares o polímeros altos, cuyas propiedades mecánicas son resistencia, rigidez, dureza, plasticidad y tenacidad. Los indicadores que reflejan estas propiedades mecánicas incluyen el límite elástico, la resistencia a la tracción, el alargamiento, la contracción de la sección, la tenacidad al impacto, el límite de fatiga, la tenacidad a la fractura, etc. Este artículo es una descripción general de las pruebas de propiedades mecánicas de materiales poliméricos orgánicos comunes.

★ Clasificación de materiales poliméricos

Existe una amplia gama de polímeros con diferentes propiedades. Los polímeros comunes incluyen plásticos, fibras, caucho, recubrimientos, adhesivos, etc., que pueden reemplazar parcialmente a los materiales metálicos y no metálicos.

Plásticos	Los plásticos están hechos de resinas sintéticas o polímeros naturales modificados químicamente, con cargas, plastificantes y otros aditivos. Los plásticos se clasifican generalmente en termoestables y termoplásticos según las propiedades de la resina sintética, y en plásticos de uso general y plásticos de ingeniería según su uso.
de Poliéster	Las fibras se dividen en fibras naturales y fibras químicas. Los primeros se refieren a seda, algodón, lino, lana, etc. Los segundos se fabrican a partir de polímeros naturales o sintéticos mediante hilado y postratamiento. Las fibras tienen una alta fuerza de valencia secundaria, baja capacidad de deformación y alto módulo.
Caucho	El caucho es un polímero lineal y flexible. Su pequeña fuerza de valencia secundaria entre las cadenas moleculares y la flexibilidad de las cadenas moleculares permiten grandes deformaciones bajo la acción de fuerzas externas, que pueden restaurarse rápidamente después de la eliminación. Hay dos tipos de caucho: caucho natural y caucho sintético.
Revestimientos	Con polímero como principal material filmógeno, añadiendo disolvente y diversos aditivos. Dependiendo de la sustancia formadora de película, se dividen en revestimientos de grasa, revestimientos de resina natural y revestimientos de resina sintética.
Adhesivos	Es un tipo de material adhesivo basado en la síntesis de compuestos poliméricos naturales. Hay dos tipos de adhesivos naturales y sintéticos. Los adhesivos sintéticos se utilizan con mayor frecuencia.
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Los polímeros se pueden dividir en las categorías anteriores según sus propiedades mecánicas y estado de uso. Pero no existe un límite estricto entre todos los tipos de polímeros, el mismo polímero, utilizando diferentes métodos de síntesis y procesos de moldeo, se puede convertir en plástico, también se puede convertir en fibra, como el nailon. El poliuretano es un tipo de polímero, tanto vítreo como elástico a temperatura ambiente, por lo que es difícil decir si es caucho o plástico.

★ Estándares de prueba para las propiedades mecánicas de materiales poliméricos orgánicos comunes

Las propiedades mecánicas de los polímeros son las propiedades más importantes a considerar cuando se utilizan polímeros. Implica el diseño del material, el diseño del producto y las condiciones de uso de los materiales poliméricos, por lo tanto, la comprensión la prueba de propiedades mecánicas del polímero es un requisito previo necesario para que comprendamos los materiales poliméricos.

1 Foam

La espuma se caracteriza por una densidad relativa baja, un módulo elástico específico alto y una resistencia específica alta, lo que la convierte en un material estructural ligero ideal. Al mismo tiempo, la espuma es un material protector eficaz debido a su gran capacidad de absorción de impactos, buen rendimiento de amortiguación, aislamiento acústico y aislamiento térmico, y tiene una amplia gama de aplicaciones en diversas industrias.

Estándares de prueba para las propiedades mecánicas de los materiales de espuma.
Equipo de prueba ASTM D3574 para espumas de uretano celular flexible
ASTM D5672 Fuerza de indentación Deflexión de espuma plástica celular flexible
Prueba de tracción ISO 1798 de polímeros celulares flexibles
ISO 2439 Dureza de indentación de espuma plástica celular flexible
Fatiga de espuma celular flexible ISO 3385 por golpes de carga constante
Resistencia al desgarro de materiales poliméricos celulares flexibles ISO 8067

2 Geotextiles

Los geotextiles son fibras sintéticas de poliéster, polipropileno, acrílico, nailon y otros polímeros, que se utilizan ampliamente como materiales relacionados con el suelo, la roca, la arcilla u otra ingeniería geotécnica. Los geotextiles utilizados en la ingeniería general tienen varias funciones físicas como anti-filtración, retrofiltración, drenaje, aislamiento, refuerzo, protección y sellado.

Estándares de prueba para propiedades mecánicas de materiales geotextiles.
Resistencia al desgarro trapezoidal ASTM D4533 de geotextiles
ASTM D4594 Efectos de la temperatura sobre la estabilidad de los geotextiles
Equipo de prueba de tracción de ancho ancho ASTM D4595 para geotextiles
Prueba de agarre ASTM D4632 para geotextiles
Equipo de prueba de resistencia a la perforación de índice ASTM D4833 para geomembranas
ASTM D4884 Resistencia de costuras cosidas o unidas térmicamente de geotextiles
Prueba de perforación ASTM D6241 para geotextiles
Pruebas de despegado y cizallamiento ASTM D6392 de uniones de geomembranas
ASTM D6496 Resistencia al pelado entre las capas superior e inferior de revestimientos de arcilla geosintéticos perforados con aguja
ASTM D6637 Prueba de tracción de geomallas de una o varias costillas
Prueba de tracción de geomembranas ASTM D6693
ASTM D6992 Fluencia-ruptura por tracción de materiales geosintéticos
Prueba de tracción ASTM D7003 de geomembranas reforzadas
Prueba de tracción ASTM D7004 de geomembranas reforzadas
ASTM D7005 Fuerza de unión (adhesión de capas) de geocompuestos
Cizalla de tracción ASTM D7056 - Geomembrana bituminosa
Prueba de perforación estática ISO 12236 (prueba CBR) para geosintéticos
ISO 13431 Fluencia por tracción de geotextiles

3 Papel

Las propiedades mecánicas del papel es la resistencia del papel bajo la acción de fuerzas externas, es la garantía necesaria del proceso de impresión suave, principalmente afectado por los siguientes aspectos: propiedades reológicas (elasticidad), características de deformación por compresión Z, resistencia mecánica y resistencia superficial.

Estándares de prueba para las propiedades mecánicas de los materiales de papel.
ASTM D4987 Resistencia a la tracción de perforaciones en papel de formas continuas de una parte
ASTM D828 Deflexión por fuerza de tracción de papel y cartón
ISO 11093-6 Prueba de plegado de tres puntos de núcleos de papel y cartón
ISO 11093-7 Módulo de flexión de núcleos de papel y cartón utilizando el método de tres puntos
Equipo de prueba de compresión ISO 13820 para papel, cartón y cartón ondulado
Papel y cartón ondulado ISO 2872
Papel y cartón ondulado ISO 2874
TAPPI T 451 Rigidez a la flexión y propiedades de flexión - Papel
Prueba de resistencia a la rotura por tracción TAPPI T 456 de papel y cartón saturados en agua
Prueba de tracción de papel TAPPI T 494
TAPPI T 821 Adhesión de pasador de cartón ondulado
TAPPI T 822 Anillo de aplastamiento de cartón (método de soporte rígido)
Resistencia a la compresión de tramo corto TAPPI T 826 - Cartón
Prueba de aplastamiento de bordes TAPPI T 838 con Neckdown

4 Plásticos

El módulo de elasticidad de los plásticos está entre el del caucho y la fibra, alrededor de 10⁷-10⁸Pa. A temperaturas ligeramente superiores, la deformación por fuerza puede ser varias veces mayor. La deformación de algunos plásticos es reversible y algunos son permanentes.

Estándares de prueba para las propiedades mecánicas de los materiales plásticos.
Resistencia al impacto de plásticos ASTM D256 Izod
ASTM D6110 Resistencia al impacto Charpy de muestras de plástico con muescas
Prueba de desgarro ASTM D624 para caucho y elastómeros
Máquina de prueba de flexión por flexión de cuatro puntos ASTM D6272 para plásticos y materiales aislantes
Prueba de tensión ASTM D638 para plásticos
Prueba de compresión ASTM D695 para plásticos rígidos
Equipo de prueba de fatiga por flexión ASTM D7774 para plásticos
Prueba ASTM D790 para propiedades de flexión de plásticos y materiales aislantes
Prueba de tracción ASTM D882 para láminas de plástico delgadas
Prueba de impacto de péndulo ISO 13802 de plásticos | Máquinas
ISO 179 Resistencia al impacto Charpy de plásticos con muescas | Equipo de pruebas
Resistencia al impacto del plástico ISO 180 Izod | Equipo de prueba
ISO 527 - Prueba de tracción de compuestos plásticos

5 Caucho

El caucho se caracteriza por una alta elasticidad a temperatura ambiente y puede producir una gran deformación de hasta un 1000% incluso bajo la acción de una pequeña fuerza externa. Una vez que se elimina la fuerza externa, puede volver rápidamente a su estado original. El módulo de elasticidad del caucho es pequeño, alrededor de 10⁵-10⁴Pa. Los cauchos comúnmente utilizados son caucho natural (caucho de isopreno), caucho de estireno-butadieno, caucho de butadieno (polibutadieno), caucho de etileno propileno y caucho de silicona.

Estándares de prueba para las propiedades mecánicas de los materiales de caucho.
Equipo de prueba de conjuntos de compresión de caucho ASTM D1229
ASTM D1414 Prueba de tensión y juego de tensión de juntas tóricas de goma
ASTM D1871 Adhesión entre el alambre del talón del neumático y el caucho
ASTM D2229 Adhesión entre cables de neumáticos de acero y equipos de prueba de caucho
ASTM D395 Equipo de prueba de compresión de caucho en aire o líquido
Prueba de tensión ASTM D412 para caucho y elastómeros
ASTM D413 Adhesión de pelado de caucho a sustrato flexible
Equipo de prueba de adhesión de caucho a metal ASTM D429
Prueba de compresión de caucho ASTM D575
Equipo de prueba de la tira de la tela de los plásticos del caucho extensible del ISO 1421
ISO 34-1 e ISO 34-2 Resistencia al desgarro del caucho, vulcanizado o termoplástico - Pantalón
Resistencia al desgarro y la adherencia del caucho ISO 6133

6 Textiles

La materia prima del textil es la fibra, y el módulo elástico de la fibra es grande, aproximadamente 10⁹~ 10¹⁰Pa, y la deformación no supera el 20% cuando se tensiona. Macromoléculas de fibra a lo largo del eje para una disposición regular, en un amplio rango de temperatura (-50 ℃ ~ 150 ℃), las propiedades mecánicas no cambian mucho. Las fibras sintéticas más utilizadas son: nailon, poliéster, acrílico y vinilón, etc.

Estándares de prueba para las propiedades mecánicas de los materiales textiles.
ASTM D1424 Resistencia al desgarro de telas por aparato de tipo péndulo descendente (Elmendorf)
Equipo de prueba de resistencia de cremalleras ASTM D2061
ASTM D2208 Equipo de prueba de cuero con resistencia a la rotura de agarre
Equipo de prueba de cuero de resistencia a la tracción ASTM D2209
Equipo de prueba CRT transversal de velocidad constante de las materias textiles de explosión de la bola ASTM D3787
Máquina de prueba de fibras textiles individuales extensibles ASTM D3822
Prueba de agarre ASTM D5034 para tejidos textiles
ASTM D5035 Fuerza de ruptura y alargamiento de telas textiles por método de tira
ASTM D6775 Equipo de prueba de resistencia a la rotura y alargamiento para correas textiles, cintas y material trenzado
Máquina de prueba de textiles extensibles ASTM D76
Máquinas de prueba ISO 13934 para pruebas de agarre y tira de tela
ISO 13935 Propiedades de tracción de costura de textiles
Equipo de prueba de hilo de vidrio textil extensible ISO 3341
ISO 3342 Fuerza de rotura por tracción de las esteras de vidrio textiles

7 adhesivos

Pueden ser varias partes (o materiales) homogéneos o heterogéneos conectados entre sí, después de curar con suficiente fuerza de una clase de sustancias (orgánicas o inorgánicas naturales o sintéticas), que colectivamente se conocen como adhesivos, agentes de unión, adhesivos y, habitualmente, se utilizan para referirse como pegamento. Es un estado de flujo viscoso a temperatura ambiente, y cuando se somete a una fuerza externa, producirá una deformación permanente, y una vez que se retira la fuerza externa, el polímero no puede recuperar su forma original.

Ensayos de normas de propiedades mecánicas de materiales adhesivos.
Equipo de prueba de pelado de tambor trepador ASTM D1781 para adhesivos
Equipo de prueba de resistencia al pelado ASTM D1876 T para adhesivos
Máquina de prueba de adhesivo de adherencia ASTM D2979
Cintas adhesivas sensibles a la presión de adherencia al despegue ASTM D3330
Máquina de prueba de adhesivos de escisión por fractura ASTM D3433
ASTM D3528 Resistencia a la tensión de juntas adhesivas de cizallamiento de doble traslape
ASTM D3762 Durabilidad de la superficie unida con adhesivo de aluminio (prueba de cuña)
Equipo de prueba de adhesivos ASTM D6195 Loop Tack
ASTM D6862 Equipo de prueba de resistencia al desprendimiento de 90 grados para adhesivos
Equipo de prueba de resistencia a la tracción ASTM D897 para uniones adhesivas de metal a metal
ASTM D903 Resistencia de las uniones adhesivas con tira despegable de 180 grados
Adhesivo para madera ASTM D905 en cizallamiento por carga de compresión
Adhesivos para pruebas de resistencia al desprendimiento ISO 4578
ISO 4587 Resistencia al cizallamiento por tracción de ensamblajes adheridos rígidos a rígidos