La matriz resinosa de los compuestos termoplásticos incluye plásticos de ingeniería generales y especiales, siendo el PPS un representante típico de los plásticos de ingeniería especiales, conocido comúnmente como el "oro plástico". Sus ventajas de rendimiento incluyen: excelente resistencia al calor, buenas propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y autoinflamabilidad hasta el nivel UL94 V-0. Gracias a estas ventajas, y en comparación con otros plásticos termoplásticos de ingeniería de alto rendimiento, el PPS se caracteriza por su fácil procesamiento y bajo costo, convirtiéndose así en una excelente matriz resinosa para la fabricación de materiales compuestos.
El material compuesto de PPS más fibra de vidrio corta (SGF) tiene las ventajas de alta resistencia, alta resistencia al calor, retardante de llama, fácil procesamiento, bajo costo, etc.
El material compuesto de PPS reforzado con fibra de vidrio alargada (LGF) presenta ventajas como alta tenacidad, baja deformación, resistencia a la fatiga y buena apariencia del producto, entre otras. Se puede utilizar para impulsores, carcasas de bombas, juntas, válvulas, impulsores y carcasas de bombas químicas, impulsores y carcasas de bombas de agua de refrigeración, piezas de electrodomésticos, etc.
¿Cuáles son, entonces, las diferencias específicas en las propiedades de los compuestos de PPS reforzados con fibra de vidrio corta (SGF) y fibra de vidrio larga (LGF)?
Se compararon las propiedades integrales de los compuestos PPS/SGF (fibra de vidrio corta) y PPS/LGF (fibra de vidrio larga). El proceso de impregnación por fusión empleado en la preparación de la granulación por tornillo se debe a que la impregnación del haz de fibras se realiza dentro del molde, evitando así su daño. Finalmente, la comparación de las propiedades mecánicas de ambos compuestos proporciona información técnica útil para la selección de materiales por parte del personal científico y tecnológico aplicado.
Análisis de propiedades mecánicas
Las fibras de refuerzo añadidas a la matriz de resina forman un esqueleto de soporte. Cuando el material compuesto se somete a una fuerza externa, las fibras de refuerzo soportan eficazmente las cargas externas; al mismo tiempo, absorben energía mediante fractura, deformación, etc., y mejoran las propiedades mecánicas de la resina.
Al aumentar el contenido de fibra de vidrio, una mayor cantidad de fibras en el material compuesto se ven sometidas a fuerzas externas. Asimismo, debido al incremento en el número de fibras, la matriz de resina entre ellas se vuelve más delgada, lo cual favorece la construcción de estructuras reforzadas con fibra de vidrio. Por consiguiente, el aumento del contenido de fibra de vidrio permite que el material compuesto transfiera mayor tensión de la resina a la fibra bajo carga externa, mejorando así sus propiedades de tracción y flexión.
Las propiedades de tracción y flexión de los compuestos PPS/LGF son superiores a las de los compuestos PPS/SGF. Con una fracción de masa de fibra de vidrio del 30%, la resistencia a la tracción de los compuestos PPS/SGF y PPS/LGF es de 110 MPa y 122 MPa, respectivamente; la resistencia a la flexión es de 175 MPa y 208 MPa, respectivamente; y el módulo de elasticidad a la flexión es de 8 GPa y 9 GPa, respectivamente.
La resistencia a la tracción, la resistencia a la flexión y el módulo de elasticidad a la flexión de los compuestos PPS/LGF aumentaron un 11,0 %, un 18,9 % y un 11,3 %, respectivamente, en comparación con los compuestos PPS/SGF. La retención de longitud de la fibra de vidrio en el material compuesto PPS/LGF es mayor. Con el mismo contenido de fibra de vidrio, el material compuesto presenta mayor resistencia a la carga y mejores propiedades mecánicas.
Fecha de publicación: 23 de agosto de 2022
