Title

Estimación de la resistencia a la fractura dinámica bajo condiciones de deformación plana en polímeros nanoreforzados

Author

HUGO RUBEN LOPEZ CABRERA

Ulises Figueroa López

ANDREA GUEVARA MORALES

DULCE VIRIDIANA MELO MAXIMO

HORACIO VIEYRA RUIZ

OSCAR ARMANDO GOMEZ VARGAS

Access level

Open Access

Summary or description

La tendencia de utilizar polímeros para manufacturar tuberías dedicadas a la distribución de gas y agua en México está incrementando. Sin embargo, en tuberías en servicio se ha reportado un fenómeno catastrófico de falla mecánica denominado Rapid Crack Propagation. El diseño y manufactura de la máquina de pruebas High Speed Double Torsion se desarrolla en este trabajo con la intención de promover RCP en nanocompuestos para medir su resistencia a la fractura dinámica en función de la velocidad de la grieta.

La máquina HSDT es diseñada, construida e instrumentada para medir: fuerza de impacto, velocidad de propagación de grieta y velocidad de impacto durante la ejecución de una prueba. Diferentes mezclas de nanocompósitos son producidas mediante métodos de extrusión y moldeo por inyección. Las mezclas de nanocompósitos fueron hechas de polietileno de alta densidad como matriz (Alathon H5618) y nanoarcilla montmorillonita (I.31PS) como nanorefuerzo. Las mezclas de HDPE I.31PS 1 %más., HDPE I.31PS 3 %más., HDPE I.31PS 5 %más. fueron preparadas. Las técnicas de caracterización: difracción de rayos X, análisis dinámico mecánico y, prueba de flexión de tres puntos con geometría SENB fueron llevadas a cabo para estudiar las propiedades mecánicas de los nanocompósitos propuestos. Además, dichos compósitos fueron ensayados en la máquina HSDT implementada considerando velocidad de impacto de 2.4±0.3 m/s bajo una temperatura de acondicionamiento de -5±0.1°C. Luego, la resistencia a la fractura dinámica bajo condiciones de deformación plana es calculada mediante un modelo dinámico que considera la existencia de ondas torsionales y un modo de propagación de grieta tipo stick-slip. Los resultados experimentales mostraron que la resistencia a la fractura dinámica bajo condiciones de deformación plana incrementaron conforme el %más. incrementaba. Esta mejora fue atribuida principalmente a la morfología intercalada y exfoliada que se logró en las mezclas correspondientes y, al incremento del módulo de pérdida observado en DMA.

Maestro en Nanotecnología

Publisher

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

Publish date

June 11, 2020

Publication type

Master thesis

Format

application/pdf

Language

Spanish

Audience

General public

Source repository

Repositorio Institucional del Tecnológico de Monterrey

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