APE 3 - MN

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO 
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA 
MECÁNICA 
INGENIERÍA DE MATERIALES II 
APE N°3 
PARTICIPANTES: CURSO: 4to “A” 
• Córdova Cristhian 
• Loor Steven 
• Mejía Cristhian 
• Yancha Michael 
 
I. TEMA: 
Dureza de materiales poliméricos 
II. OBJETIVO: 
Comprender cómo se determina la dureza de los materiales poliméricos. 
III. LISTADO DE EQUIPOS, MATERIALES Y RECURSOS: 
Computador, Internet, Escuadra, Regla 
IV. MARCO TEORICO 
Algunos de nuestros polímeros recientes han tenido resultados inesperados en el trabajo 
experimental del químico, mientras que otros han sido descubiertos en la naturaleza y 
utilizados por el hombre durante miles de años, algunos incluso de parte del cuerpo. Todas 
estas sustancias, conocidas como polímeros, son moléculas enormes con masas molares 
que varían de mil a millones. Debido a la diversidad funcional y estructural encontrada 
en el campo de las macromoléculas. Los polímeros naturales son generalmente 
estructuralmente más complejos que los polímeros sintéticos. En la mayoría de los casos, 
sin embargo, interactúa con miembros del segundo grupo. 
Cada uno de los polímeros enumerados en se describe brevemente a continuación. Los 
materiales que contienen una sola unidad estructural, como el polietileno, el cloruro de 
polivinilo (PVC) y el polipropileno, se denominan homopolímeros. Además, el 
homopolímero contiene menos anomalías en los extremos o ramas de la cadena 
Por otro lado, los copolímeros contienen diferentes unidades estructurales, como el muy 
importante caso relativo al estireno. Estos conjuntos de monómeros están diseñados para 
alterar las propiedades de los polímeros y capturar nuevas aplicaciones. Es imperativo 
que cada monómero aporte una de sus propiedades al material final. [1] 
DUREZA DE PLASTICOS Y CAUCHOS 
La dureza se define como la resistencia de un material con indentación permanente, 
siendo uno de los parámetros más medidos, a menudo se informa en fichas técnicas de 
plásticos y cauchos. La dureza de los materiales dúctiles es esencialmente una medida de 
sus propiedades plásticas. 
En el caso del límite elástico y la resistencia a la tracción, a menudo se observa una 
correlación más o menos lineal entre la dureza y la resistencia mecánica. Sin embargo, la 
dureza de un material no siempre es un buen predictor de otras propiedades como 
resistencia, resistencia al rayado, abrasión o desgaste y por lo tanto no debe usarse solo 
para el diseño del producto. Por ejemplo, a niveles de dureza o resistencia bajos, se espera 
que las dos cantidades tengan una correlación no lineal. 
La dureza de plásticos y cauchos a menudo se mide mediante los métodos de dureza 
Rockwell o Shore(durómetro). Ambos métodos proporcionan un valor de dureza 
empírico, que no necesariamente se correlaciona con otras propiedades físicas. La dureza 
Rockwell se elige generalmente para materiales "más duros" como acero, policarbonato, 
poliestireno, poli-metacrilatos y acetal, donde la fluencia del polímero tiene un efecto 
menor en el resultado, mientras que el durómetro Shore a menudo se prefiere para 
materiales más blandos, como los blandos. polímeros, elastómeros y cauchos. [1] 
DUREZA SHORE A O D: 
La prueba de dureza Shore D se utiliza cuando el material es demasiado blando para ser 
medido con una prueba de Rockwell . 
La dureza Shore es una prueba estandarizada que consiste en medir la profundidad de 
penetración de un indentador específico. Estas escalas se inventaron para que la gente 
pueda discutir estos materiales y tener un punto de referencia común. 
https://omnexus.specialchem.com/polymer-properties/properties/hardness-rockwell-m?src=omproperty&utm_source=selection-resources&utm_medium=polymer-properties&utm_campaign=hardness-d
La escala de dureza Shore A mide la dureza de cauchos de moldes flexibles que varían 
en dureza desde muy suave y flexible, a medio y algo flexible, a duro con casi ninguna 
flexibilidad en absoluto. 
Los plásticos semirrígidos también se pueden medir en el extremo superior de la escala 
Shore A. La escala de dureza Shore D mide la dureza de cauchos duros, plásticos 
semirrígidos y plásticos duros. 
El valor de dureza se determinará por la penetración del pie del indentador del durómetro 
en la muestra. Las medidas de dureza de la orilla son adimensionales. Va con valores 
entre 0 y 100. El número más alto representa el material más duro. [1] 
La profundidad resultante depende de: 
 
• Dureza del material 
• Su viscoelasticidad 
• Forma del penetrador 
• Duración de la prueba. 
 
DUREZA DE BOLA 
La prueba de dureza Brinell se usa típicamente para probar materiales a fuerzas más bajas 
y materiales con características en rangos de fuerza más altos. 
Como la prueba Brinell usa cargas relativamente altas y, por lo tanto, una sangría 
relativamente grande, se usa con frecuencia para determinar la dureza en circunstancias 
en las que se determinan las propiedades generales del material y las variaciones locales 
en la dureza o las condiciones de la superficie hacen que otros métodos no sean adecuados 
La prueba de dureza Brinell consiste en aplicar una carga o fuerza constante, 
generalmente la misma va valores de entre 187.5 y 3000Kgf, durante un tiempo específico 
por lo general de 10 a segundos, se procede con el ensayo usando una bola de carburo de 
tungsteno de 2.5 o 10 mm de diámetro. 
El período de tiempo bajo carga que esta en reposo es necesario para poder garantizar que 
haya culminado el flujo plástico del material polimérico. Las fuerzas más bajas y las bolas 
de menor diámetro también se utilizan en aplicaciones específicas. La prueba de Brinell 
aplica solo una fuerza de prueba. Después de retirar la carga, la impresión redonda 
recuperada resultante se mide a través de la muesca en ángulo recto usando un 
microscopio de baja potencia o un dispositivo de medición automático y el valor 
promedio se usa para calcular la dureza mediante la formula que se aplica calculando el 
tamaño de la sangría y la fuerza de prueba. No es necesario realizar el cálculo real para 
cada prueba; se han publicado tablas de cálculo para varias combinaciones de diámetros 
de impresiones, carga y tamaño de bola. Además, se encuentran disponibles varias formas 
de dispositivos de lectura automática Brinell para realizar estas tareas. 
DUREZA BARCOL: 
Se utiliza para medir la dureza de los plásticos reforzados con fibra, los plásticos 
reforzados con vidrio, los plásticos duros y los metales blandos también se puede probar 
con este medidor de dureza. Este tipo de dureza se mide de forma digital el cual ofrece 
un amplio rango de medición, alta precisión y visualización directa de los valores 
medidos. La dureza Barcol se puede aplicar algunos tipos de materiales plásticos ya sea 
que estos sean reforzados o no; los reforzados pueden tener un numero mayor de 
desviaciones que se pueden diferenciar de la dureza habitual entre la resina y las cargas 
que se ponen en contacto con el medidor. [2] 
Se aplican a materiales tales como: 
• Fibra de vidrio 
• Aluminio 
• Aleaciones de aluminio 
• Metales blandos 
• Plásticos 
PROPIEDADES: 
La dureza se define como la resistencia de un material a la deformación plástica local 
lograda a partir de la indentación de un indentador con geometría predeterminada sobre 
una superficie plana de metal bajo una carga predeterminada. 
La dureza es una medida de la resistencia de la materia sólida a varios tipos de cambios 
de forma permanentes cuando se aplica una fuerza. 
La dureza macroscópica se caracteriza generalmente por fuertes enlaces intermoleculares, 
pero el comportamiento de los materiales sólidos bajo fuerza es complejo; por tanto, 
existen diferentes medidas de dureza. [3] 
La dureza depende de: 
Dureza: Resistencia a materiales perforados o rayados. 
Tenacidad:La capacidad de un material de no deformarse o agrietarse cuando se le 
aplica fuerza. 
Plasticidad: La capacidad de un material para deformarse bajo fuerza y mantener su 
nueva forma. 
Elasticidad: La capacidad de un material de volver a su forma original cuando no se 
aplica fuerza para deformarlo. 
Ductilidad: Capacidad de soportar grandes deformaciones en frío sin dañar el material. 
Maleabilidad: Capacidad de un material para resistir la deformación plástica sin 
romperse. 
V. CONCLUSIONES 
• Se determinó que los polímeros sintéticos tienen una estructura mucho más 
simple a los polímeros naturales. Encontrando los polímeros naturales en son 
compuestos poliméricos que encontramos en nuestro medio ambiente y los 
Sintéticos solo de la mano del hombre dividiéndose en dos principales 
orgánicos e inorgánicos. 
• Al concluir la reciente investigación, su pleno desarrollo se vuelve interesante, 
surgen incógnitas que son nuevas que apasionan a cualquier persona 
interesada en el tema para poder continuar en la búsqueda y conclusión de 
nuevos resultados. 
• Al observar dentro de un conjunto de materiales se puede seleccionar el 
material con características que dependan de cada material y poder seleccionar 
con más precisión el adecuado para realizar un trabajo óptimo. 
• Es importante comprender cómo se determina y calcula la rigidez de los 
materiales poliméricos para poder aportar recomendaciones que ayuden al 
tema estudio del tema. 
 
 
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/intermolecular-bond
VI. RECOMENDACIONES 
• Se recomienda antes de entrar a Analizar la estructura de los polímeros. 
Estudiar la división principal y subdivisión de polímeros naturales y sintéticos 
• Se recomienda antes de ingresaren el estudio de estos materiales poliméricos 
analizar la estructura de estos. Comprender la división principal y 
subdivisiones de los polímeros que se encuentran de forma natural y sintética. 
• En el caso de tener límites elásticos a la tracción, observar la correlación 
existente que tienen estos materiales que se representan de una forma más o 
menos lineal entre la dureza mecánica. 
• En el caso de tener resistencia la tracción, observar la correlación existente 
que tienen estos materiales que se representan de una forma más o menos 
lineal entre la dureza y la resistencia mecánica de los polímeros. 
• Se recomienda buscar y utilizar siempre buenas fuentes de investigación 
confiable para poder sustentar la información. 
 
VII. BIBLIOGRAFIA 
 
 
 
 
 
[1] «Polimerdatabase,» 12 Septiembre 2015. [En línea]. Available: 
https://polymerdatabase.com/polymer%20physics/ShoreRockwell.html. [Último acceso: 
16 Julio 2021]. 
[2] P. N. Gardner, «Gardco,» Gardco, 2020. [En línea]. Available: 
https://gardco.com/pages/hardness/barcol.cfm. [Último acceso: 16 Julio 2021]. 
[3] A. D. Gianfrancesco., «ScienceDiret,» 2017. [En línea]. Available: 
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/hardness. [Último acceso: 16 Julio 
2021].