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8º CONGRESO IBEROAMERICANO DE INGENIERÍA MECÁNICA Cusco, 23 al 25 de Octubre de 2007 EVALUACIÓN DEL EFECTO DEL AMBIENTE DE EXPOSICIÓN EN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE POLIÉSTERES REFORZADOS Aparicio Carrillo G. (1) , Díaz Camacho E. (2) , Rivas B. (3) y D’Armas H. (4) (1) Centro de Investigaciones en Mecánica, CIMEC, Universidad de Carabobo, Valencia, 2008, Venezuela. (2) Departamento de Materiales y Procesos de Fabricación, Universidad de Carabobo, Valencia, 2008, Venezuela. (3) Departamento de Investigación y Desarrollo, Resimón C.A., Valencia, Venezuela. (4) Unidad de Aplicaciones Experimentales, UAE, Universidad Simón Bolívar, Caracas, 1080-A Venezuela. (1) e-mail: [email protected] RESUMEN Las resinas de poliéster insaturado son polímeros termofijos infusibles y no reciclables, las cuales son muy utilizadas en la construcción de laminados con fibra de vidrio para tuberías, lanchas y tanques de almacenamiento de reactivos químicos, debido al aumento de su resistencia mecánica cuando se les refuerza con fibras. En este trabajo se evalúa el efecto del ambiente de exposición en las propiedades mecánicas de estos materiales reforzados con fibra de vidrio. Las resinas fueron caracterizadas por el índice de acidez, viscosidad Brookfield, porcentaje de sólidos y la reactividad. Las propiedades mecánicas fueron determinadas mediante ensayos de tracción y dureza Barcol en probetas mecanizadas, a partir de láminas realizadas por contacto manual para una relación en peso resina-fibra de 3:1. Se evaluaron resinas ortoftálicas, isoftálicas con tixotropía y vinil éster, según el tiempo de exposición en soda caústica y ácido clorhídrico. En todos los casos se obtuvo que el poliéster reforzado aumenta sus propiedades mecánicas, debido a la alta resistencia mecánica que aporta la fibra al sistema resina-fibra. Asimismo, los poliésteres ortoftálicos e isoftálico con tixotropía disminuyen considerablemente la resistencia en concentrados caústicos, mientras que el vinil éster presenta el mejor comportamiento mecánico en ambos reactivos. PALABRAS CLAVE: Poliéster insaturado, refuerzo, ambiente de exposición, propiedades mecánicas.

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8º CONGRES

EVALUACIÓN DPROPIEDAD

Aparicio

(1) Centro de Investigacion(2) Departamento de Materiale

(3) Departamen(4) Unidad de Aplicaciones

RESUMEN

Las resinas de poliéster insaturen la construcción de laminadoquímicos, debido al aumento del efecto del ambiente de exposLas resinas fueron caracterizreactividad. Las propiedades probetas mecanizadas, a partir 3:1. Se evaluaron resinas ortofcaústica y ácido clorhídrico. Emecánicas, debido a la alta resiortoftálicos e isoftálico con tmientras que el vinil éster prese PALABRAS CLAVE: Poliést

O IBEROAMERICANO DE INGENIERÍA MECÁNICA Cusco, 23 al 25 de Octubre de 2007

EL EFECTO DEL AMBIENTE DE EXPOSICIÓN EN LAS ES MECÁNICAS DE POLIÉSTERES REFORZADOS

Carrillo G.(1), Díaz Camacho E. (2), Rivas B. (3) y D’Armas H. (4)

es en Mecánica, CIMEC, Universidad de Carabobo, Valencia, 2008, Venezuela. s y Procesos de Fabricación, Universidad de Carabobo, Valencia, 2008, Venezuela.

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n todos los casos se obtuvo que el poliéster reforzado aumenta sus propiedades stencia mecánica que aporta la fibra al sistema resina-fibra. Asimismo, los poliésteres ixotropía disminuyen considerablemente la resistencia en concentrados caústicos, nta el mejor comportamiento mecánico en ambos reactivos.

er insaturado, refuerzo, ambiente de exposición, propiedades mecánicas.

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INTRODUCCIÓN

Las resinas de poliéster insaturado son polímeros de uso común en el ámbito industrial como base para laminados de fibra de vidrio, generalmente curados a temperatura ambiente [1]. Son cadenas con uniones éster que poseen enlaces dobles C=C, permitiendo el entrecruzamiento con moléculas tipo vinilo, como el estireno. Mediante la esterificación de ácidos saturados e insaturados (anhídrido ftálico) y glicoles (DG, EG, NP, etc), se obtiene un polímero líquido lineal, el cual posteriormente puede ser diluido en un solvente como el estireno. Al agregar un catalizador tipo peróxido, se produce una red tridimensional insoluble e infusible, que genera un termofijo sólido, en el cual las cadenas de poliéster se encuentran entrecruzadas con cadenas de poliestireno [2]. En general, una resina de poliéster endurecida por polimerización, es un sólido mas o menos transparente, de propiedades mecánicas y químicas muy variables, las cuales dependen de la proporción y clase de materias primas empleadas. Pero sus aplicaciones están limitadas por su relativamente baja resistencia mecánica y al impacto. Sin embargo, cuando las resinas de poliéster se refuerzan, el conjunto de propiedades mecánicas mejora notablemente. El uso de materiales compuestos ha tenido un rápido crecimiento en diferentes aplicaciones de ingeniería. En ingeniería aeronáutica, naval, mecánica y más recientemente en ingeniería civil, diversos tipos de componentes estructurales son hoy día construidos de materiales compuestos [3, 4 y 5]. Un poliéster reforzado será un material compuesto, no homogéneo, cuyas propiedades son la resultantes de elementos y factores capaces de combinarse en proporciones variables, que no solo influyen, modifican y determinan sus características, sino que constituyen la razón misma de su gran versatilidad. Las principales ventajas de utilizar plásticos reforzados son: gran versatilidad para moldear cualquier pieza a bajas presiones, procesos de curado relativamente rápidos a temperatura ambiente y que no envuelven desprendimiento de residuos volátiles y buena resistencia mecánica y rigidez, a pesar de su baja relación peso/volumen [6]. Al reforzar un poliéster lo que se busca es que la fibra soporte los esfuerzos que se aplican al material compuesto, y que la resina además de mantener las fibras unidas, actúe como transmisor de dichos esfuerzos [7]. Existen diferentes tipos de refuerzos que se adicionan a las resinas de poliéster, pero lo mas utilizados son los tipo fibra, como la fibra de vidrio. Este tipo de refuerzo se utiliza cuando se requieren excelentes propiedades mecánicas, baja absorción de agua y aumento de la resistencia al calor. Muchas investigaciones se han desarrollado con el objetivo de mejorar las propiedades mecánicas de estos materiales, por ejemplo la adición de una pequeña cantidad de arcilla a la matriz del polímero ha demostrado mejorar sus propiedades mecánicas, térmicas, químicas y resistencia al fuego [8]. También se han agregado aditivos termoplásticos a la formulación, con la finalidad de disminuir el efecto de reducción volumétrica (hasta un 8% después de curado completamente) que experimenta el poliéster durante el curado, debido a la reacción entre las cadenas de poliéster y el monómero estireno durante la polimerización [9]. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos al reforzar poliésteres de tipo ortoftálico, isoftálico tixotrópico y vinil éster luego de la inmersión en agentes corrosivos tales como el ácido clorhídrico (HCl) y el hidróxido de sodio (NaOH).

METODOLOGÍA

Se utilizaron tres tipos de resinas de poliéster: ortoftálica, isoftálica con tixotropía y vinil éster. La tixotropía es una propiedad que se le confiere a una resina para impedir que fluya en aplicaciones sobre superficies verticales [10]. Se utilizó claytone como agente tixotrópico en la resina 79. En la Tabla 1 se presentan la descripción de cada una de las resinas estudiadas y el sistema de curado utilizado para cada una de ellas.

Tabla 1. Descripción de las resinas de poliéster estudiadas

Sistema de curado Resina Descripción N.C DMA MEKP

73 Poliéster rígido epoxi–acrílico no preacelerado. 0,20 0,05 1,5 79 Poliéster insaturado isoftálico tixotrópico -- -- 1,0 89 Poliéster ortoftálico rígido preacelerado -- -- 1,0

Las resinas líquidas fueron caracterizadas químicamente utilizando los procedimientos establecidos en las normas ASTM D-1259, D-3644 y D-2196 [11, 12 y 13], con los cuales se determina el índice de acidez, la viscosidad Brookfield, y el porcentaje de no volátiles. Estos resultados se muestran en la Tabla 2.

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Tabla 2. Caracterización química de las resinas de poliéster estudiadas

Resina V.B I.A N.V P.M 73 270 3,3 53,8 650 79 470 I.T = 1,9 56,6 1024 89 450 24,9 62,3 1100

Para determinar la reactividad y el perfil de dureza de cada resina, éstas fueron catalizadas a 20 ± 2ºC y 50 ± 2% de humedad relativa. Para la reactividad se midió la temperatura en función del tiempo, utilizando un termómetro y un cronómetro, determinándose el tiempo de gelación y el tiempo y la temperatura de máxima exotérmica, según la norma ASTM D-2471 [14]. Para elaborar las muestras de ensayos mecánicos, las resinas fueron catalizadas según el sistema de curado de la Tabla 1 a 20 ± 2ºC y 50 ± 2% de humedad relativa, colocando un desairante/desgasificador basado en una combinación de polímeros antiespumantes, libre de siliconas, en una proporción de 0,015% sobre peso de resina, con la finalidad de vencer la tensión superficial de la misma y permitir el escape de gases generado durante la agitación. Para elaborar las probetas sin refuerzo, las diferentes resinas geladas fueron vaciadas en un molde de vidrio de 30 x 20 cm y 4 mm de espesor, obteniendo 2 láminas por cada resina de dimensiones un poco menor a la del molde, debido a la contracción experimentada por el poliéster durante el curado (aproximadamente 8% de su volumen). Para preparar los laminados con fibra se utilizó la técnica de contacto manual, con fibra tipo mat cortada en trozos de 20 x 30 cm, para una relación 3:1 a favor de la resina. El ambiente se encontraba a 20°C para inhibir la resina y garantizar con ello el impregnado total de la fibra antes de que finalice el tiempo de inducción. Posteriormente, en todos los casos, las láminas se dejaron en maduración 48 horas y para garantizar un completo curado, se aplicó un postcurado a 120°C en un horno durante 2 h [15]. Posteriormente se dejaron enfriar a temperatura ambiente durante 24 h midiendo la dureza Barcol de las láminas, además de pliegues y burbujas, para garantizar el grado de curado. Estas láminas fueron posteriormente mecanizadas para obtener las probetas de tracción y cortadas para obtener las de dureza. Los ensayos de dureza Barcol fueron realizados a 24 muestras de 10 x 15 cm según la norma ASTM D-2583 [16], y los de tracción a 210 probetas tipo “I” según la norma ASTM D-638 [17] con una velocidad de ensayo de 1 mm/min. En ambos casos las probetas fueron de 3,7±0,1 mm de espesor, el cual fue el espesor obtenido en las láminas originales. Se elaboraron 5 probetas por cada condición para los ensayos de tracción, mientras que para los ensayos de dureza se evaluaron dos muestras por cada condición, debido a que las dimensiones hicieron posible realizar 10 identaciones en cada una. Fue evaluado tanto el material reforzado como sin refuerzo para establecer comparaciones en las propiedades en ambas condiciones. Posteriormente, de la cantidad inicial de probetas, 12 de dureza y 90 de tracción fueron sumergidas en soda caústica (NaOH) y una cantidad igual de muestras, en ácido clorhídrico (HCl), ambos diluidos en agua al 10% a temperatura ambiente. Estas muestras fueron sacadas de los reactivos 15, 30 y 45 días después de la inmersión. Las muestras restantes de tracción no fueron sumergidas en reactivo para establecer la condición inicial, mientras que las de dureza fueron sumergidas en su totalidad debido a que estas podían ser reutilizadas. Todos los ensayos fueron realizados a 20 ± 2ºC y 50 ± 2% de humedad relativa. Los ensayos de tracción fueron realizados en un equipo universal de ensayo de materiales de 20 ton de capacidad y los ensayos de dureza con un impresor Barcol de 1 Barcol de apreciación.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

A continuación se exponen todos los resultados obtenidos de reactividad y ensayos mecánicos. Con base en estos resultados se establecieron relaciones entre las variables involucradas, para determinar el comportamiento de cada una.

Reactividad y perfil de dureza

En la Tabla 3 se observa que la resina 89 presentó el mínimo pico exotérmico, teniendo el menor tiempo de inicio de gelación en comparación con el resto de las resinas evaluadas. Por otra parte, la resina 79 experimentó el mayor pico exotérmico y los tiempos de gelación y de máxima exotermia también fueron mayores, lo cual se traduce en una menor reactividad de la resina, ya que requiere mas tiempo para alcanzar la gelación. Esto puede ser inherente a las cargas de inhibidores que se adicionan a las resinas, para evitar la gelación prematura de la misma, ya que ambas resinas poseen valores muy cercanos de peso molecular y no volátiles, y la pequeña diferencia en la viscosidad se atribuye al agente tixotrópico.

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Tabla 3. Reactividad de las resinas estudiadas

Resina Gt tmax TME 73 19,4 34,7 152 79 24,2 46,5 174 89 17,9 35,2 140

El inhibidor actúa como un receptor de los radicales libres que se generan en los centros reactivos de la resina, aumentando su tiempo de vida útil y disminuyendo las posibilidades de una gelación prematura. En cuanto al agente tixotrópico, este proporciona una viscosidad aparente a la resina, la cual puede parecer muy fluida a simple vista, pero al realizar las pruebas, se obtienen viscosidades mayores a las del poliéster sin tixotropía [18].

miepgcvpá dtdyd

P

eaa p

0

30

60

90

120

150

180

0 10 20 30 40 50tiempo (min)

Tem

pera

tura

(ºC

)

73 79 89

Figura 1. Reactividad

La resina 73 posee una reactividad intermedia, pero a laenores obtenidos, lo cual es una de las grandes ventaj

mpregnación de la fibra cuando se requieren altos contficiencia del sistema resina-fibra. La reactividad de laromotores e inhibidores presentes, así mismo, la composicrado de insaturaciones presentes en su estructura molecuompatibilidad que tiene la resina con el estireno, además idrio. Grados óptimos de acidez indican una resina muy aero una acidez alta (el valor máximo es 35) indica que lcidos libres que tendrá en su estructura.

En cuanto al perfil de dureza, se observa en la Figura 2 qemás resinas durante todo el proceso de curado, aún al iniempo. El origen de este comportamiento está vinculado ilución de la resina, presentándose mayor cantidad de ins una mejor grado de entrecruzamiento en el poliéster cuemostrará en la sección siguiente, en la resistencia mecáni

ropiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas fueron evaluadas en funciónl poliéster insaturado con y sin refuerzo. La corrosión blandamiento del polímero debido a la acción solvente dblandado.

El fenómeno por el cual se degradan estos materialesroduce una descomposición química del material, por la ru

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200 250 300

tiempo (h)

Dur

eza

Bar

col

73 79 89

Figura 2. Perfil de dureza

vez su peso molecular, viscosidad y no volátiles son los as de las resinas éster vinílicas, debido a que facilita la enidos de fibra de vidrio, generando una extraordinaria resina se atribuye a la composición y mezcla de los ión y mezcla influenciará la reactividad, dependiendo del lar. Asimismo, el índice de acidez es un indicativo de la de la afinidad y facilidad de impregnación con la fibra de fín con la fibra, como es el caso del vinil éster evaluado,

a resina es fácilmente atacable por la cantidad de grupos

ue la resina 73 presenta valores de dureza superiores a las icio del mismo, y alcanzando la dureza final en el menor a la mayor cantidad de solvente (estireno) utilizado en la aturaciones en la resina que aceleran el proceso de curado rado, aumentando en consecuencia la dureza, y como se ca.

del tiempo de inmersión en reactivo, HCl y NaOH, para en materiales termofijos es normalmente causada por el el agente corrosivo, seguido por la erosión del material

en ambientes corrosivos se denomina hidrólisis, el cual ptura de enlaces éster (RCOOR). Al existir gran cantidad

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de éstos, disminuye notablemente las propiedades mecánicas durante la exposición en un medio altamente corrosivo. Esta degradación dependerá del ambiente corrosivo y de la resistencia química del poliéster a dicho ambiente [19]. Dependiendo de la resistencia química del poliéster, se degradará rápidamente o resistirá indefinidamente al ambiente corrosivo y el deterioro estará acompañado por una pérdida de resistencia estructural. El ataque químico, según el reactivo, ocurre como sigue: • Hidróxido de sodio (NaOH): La molécula de soda cáustica es pequeña y posee los iones hidroxilos (-OH)

reaccionantes. Estos tienen la capacidad de introducirse dentro de la cadena, rompiendo los enlaces ésteres de la resina, lo que causa una caída en la resistencia a la tracción, ya que el material se ablanda por la cantidad de soda en solución absorbida.

• Ácido clorhídrico (HCl): La vía de ataque de este ácido es la hidrólisis a través de los iones hidronios (+H), liberados en el medio de reacción. El HCl es un ácido mineral cuyo ataque a los compuestos orgánicos se ve disminuido en estructuras reticuladas, además las hidrólisis ácidas son menos favorecidas energéticamente cuando atacan moléculas orgánicas poliméricas rígidas [18].

En la Tabla 4 puede verse que las propiedades del poliéster insaturado reforzado (CR) en todos los casos superan las propiedades mecánicas del poliéster sin refuerzo (SR), obteniéndose incrementos en la resistencia superiores al 100% y más del 80% en el caso de la dureza. Para la elongación, se obtienen incrementos solo para las resinas 73 y 79. Esto infiere un incremento de la resiliencia del poliéster, que se traduce en mayor capacidad para soportar cargas a tensión e impacto.

Tabla 4. Propiedades mecánicas de poliésteres con y sin refuerzo antes de la inmersión en reactivo

SR CR Resina R.T E D.B R.T E D.B

73 61 8,0 31 144 9,0 58 79 32 3,0 36 92 5,6 57 89 46 11,0 31 130 7,8 57

T

RPro

NaO

H

HC

l

T

RPro

NaO

H

HC

l

0

30

60

90

120

150

180

0 10 20 30 40 50

Tiempo (días)

Prop

ieda

des

R.T E/10 D.B

Fig

Figura 3. Propiedades en función del tiempo en HCl para la resina 73 reforzada

abla 6. Propiedades mecánicas de la resina 79 inmersa en reactivo con y sin refuerzo

esina 79 SR CR piedades R.T E D.B R.T E D.B

15 32 3,3 29 92 5,9 46

30 25 3,0 37 92 5,7 35

45 24 2,8 36 90 5,0 26

15 25 3,0 37 93 5,9 50

30 21 2,0 42 91 5,7 48

Tiem

. en

reac

t. (d

ías)

45 31 3,0 41 79 5,0 51

abla 5. Propiedades mecánicas de la resina 73 inmersa en reactivo con y sin refuerzo

esina 73 SR CR piedades R.T E D.B R.T E D.B

15 64,0 9,0 31 124 8,0 50

30 64,0 8,0 30 136 8,0 51

45 64 8,0 33 134 7,5 50

15 69 11,0 32 119 7,6 57

30 67 9,0 33 113 7,0 55

Tiem

. en

reac

t. (d

ías)

45 67 9,0 32 103 6,5 53

0

30

60

90

120

0 10 20 30 40 50

Tiempo (días)

R.T

(Mpa

)

SR CR

ura 4. Resistencia a la tracción del poliéster 79 en NaOH con y sin refuerzo

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En las Tablas 5 y 6 se presenta un resumen de las propiedades mecánicas de las resinas 73 y 79 con y sin refuerzo, considerando el ambiente de exposición y en las Figuras 3 y 4 se muestran gráficamente algunos de estos resultados. En la Figura 3 y en la Tabla 5 se observa que las propiedades mecánicas del vinil éster se mantienen aproximadamente constantes durante el tiempo de inmersión para el caso de ambos reactivos, y esto ocurre para el material con y sin refuerzo, lo cual demuestra la excelente resistencia química de este poliéster. La excelente resistencia química del vinil éster se debe a la posición y poca cantidad de los enlaces éster en la estructura química, como también a la posición de las insaturaciones del polímero. Como puede verse en la Figura 5 los enlaces éster se encuentran ubicados fuera de la unidad repetitiva del polímero, el resultado es la menor existencia dentro de la cadena, de enlaces ésteres que son los más susceptibles al ataque corrosivo.

Figura 5. Estructura química del vinil éster

Por otra parte, la posición terminal de los dobles enlaces proporciona un minucioso y completo entrecruzamiento, por estar más accesible al monómero de vinil usado para la propagación de la cadena, lo cual provee una gran resistencia a la estructura. A esto se le suma la alta resistencia que proveen los enlaces éteres (R-O-R) dentro de una estructura, lo cuales son proporcionado por la estructura epoxi que posee la resina 73 y por poseer ácido metacrílico como ácido insaturado, sus enlaces éster son hidrolíticamente estables debido a los grupos metil que aporta este ácido. Adicionalmente la resina 73 reforzada con fibra de vidrio no solo incrementa su resistencia mecánica, sino también que puede mantenerlas mejor durante el tiempo de inmersión en reactivo en comparación con las resinas de uso general. La resina 79, por otra parte, mejora notablemente sus propiedades mecánicas al ser reforzada con fibra de vidrio, y también presenta mejor resistencia al ataque químico (Figura 4), observándose un mejor comportamiento mecánico en el caso de la exposición a HCl en comparación al comportamiento en NaOH, lo cual se explica por el hecho de la tixotropía de la resina. El agente tixotrópico es a base de sílice, el cual reacciona con el NaOH formando silicato de sodio que debilita la matriz polimérica reduciendo las propiedades mecánicas.

T

RPro

NaO

H

HC

l

Para la resina 89, se puede ver exposición en hidróxido de sodio (

abla 7. Propiedades mecánicas de la resina 89 inmersa en reactivo con y sin refuerzo

esina 89 SR CR piedades R.T E D.B R.T E D.B

15 39 7,0 29 98 9,0 37

30 39 7,0 28 68 7,5 27

45 29 5,0 28 65 8,7 18

15 45 9,0 33 126 8,3 48

30 45 6,0 35 111 9,0 45

Tiem

. en

reac

t. (d

ías)

45 44 8,0 37 105 8,0 44

en la Tabla 7 que las propiedades mecánicas se ven afectadas con el tiempo de NaOH), para el material con y sin refuerzo, obteniéndose una disminución en la

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resistencia a la tracción de hasta un 50% para el caso del 89 reforzado en la última evaluación. Existe además una disminución de la dureza superficial, debido al ablandamiento que se presenta en la superficie; este daño puede verse en el aspecto del poliéster reforzado en la comparación de la Figura 6, donde se aprecia el significativo cambio de aspecto que sufre el poliéster con 45 días de inmersión. Para el caso del poliéster inmerso en HCl, existe un descenso en la resistencia y en la dureza, pero no tan significativo como en el caso del NaOH, siendo el poliéster 89 más resistente en ácido clorhídrico.

Se pueden estableccomportamiento de ést Los poliésteres 73comparación al 89, yacon respecto al poliéstbasadas en ácido ortofla estabilidad de los evinil éster, ofrecen unade temperatura [15, 20 Para el caso del pol Como se puede obsde la interfase resina-debería causar caída enuna fractura completrepresentativa superfic

Figura 7. Zon

Figura 6. Apariencia del poliéster 89 reforzado con fibra de vidrio. A la derecha antes de la inmersión y a la izquierda luego de 45 días en NaOH

er comparaciones entre las resinas evaluadas de acuerdo a las propiedades mecánicas y al as según el ambiente de exposición. y 79 presenta un mejor comportamiento cuando están expuestos a ambos reactivos en que mantienen mejor las propiedades mecánicas con el tiempo de inmersión. Esto se explica, er 79, a que las resinas basadas en ácido isoftálico poseen mayor resistencia química que las tálico, por su alto peso molecular, esto se traduce en una alta viscosidad y en un incremento en nlaces isoftálicos. Aunque éstas no alcanzan los altos niveles de resistencia a la corrosión del alternativa más económica para aplicaciones de naturaleza corrosiva media y menores rangos ]. iéster 73, el origen de su mejor resistencia química fue explicado anteriormente. ervar en la Figura 7, las probetas con fibra fallan por delaminación, es decir, por la separación fibra. Aunque esto no generó variaciones de las curvas esfuerzo deformación, teóricamente la carga, cuando exista el rompimiento de las capas de fibra. Las probetas sin fibra, presentan

amente frágil, mostrando el inicio de la fractura muy detalladamente, además de la ie mate de una fractura frágil, muy común en materiales rígidos (ver Figura 7).

a de fractura del poliéster 89. A la derecha sin refuerzo y a la izquierda con refuerzo

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CONCLUSIONES

Los reforzamientos con fibra de vidrio incrementan las propiedades mecánicas del poliéster, hasta en más de un 100% con respecto al poliéster sin refuerzo, debido a la alta resistencia mecánica que ofrece la fibra al sistema resina-fibra. Las propiedades mecánicas de las resinas ortoftálicas (resina 89) en ambos reactivos disminuyen con el tiempo de exposición, tanto para el poliéster reforzado como para el poliéster sin refuerzo, siendo más significativa esta disminución en concentrados caústicos, razón por la cual no se recomienda su uso en aplicaciones que involucren exposición continua a este reactivo. Las resinas isoftálicas tixotrópicas (resinas 79) poseen mejor resistencia química que las ortoftálicas (resina 89) al ser reforzada con fibra de vidrio, debido a la mayor estabilidad de los enlaces éster isoftálicos Aunque no se obtuvieron valores mayores de propiedades mecánicas, se observó un mejor mantenimiento de estas en el tiempo. Los agentes tixotrópicos utilizados para evitar la fluidez en aplicaciones verticales, disminuyen la resistencia mecánica del poliéster en ambientes corrosivos como el hidróxido de sodio, debido a la formación de silicato de sodio que debilita la matriz polimérica. Esto fue evidente en el caso del poliéster 79 sin refuerzo, para el cual la resistencia y la dureza disminuyen significativamente. El poliéster con mejor comportamiento mecánico fue el poliéster 73, debido a su mejor capacidad para mantener las propiedades mecánicas durante el tiempo de exposición en ambos reactivos. Este poliéster además posee mayor resiliencia, en comparación con las resinas de poliéster convencionales.

AGRADECIMIENTOS

Al Departamento de Investigación y Desarrollo de la empresa Resimon C.A. por financiar y permitir el uso de sus instalaciones para desarrollar esta investigación. Al Laboratorio de Materiales de la Universidad de Carabobo por permitir la realización de los ensayos mecánicos en sus instalaciones. Al Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico de la Universidad de Carabobo por financiar la asistencia a este evento mediante la subvención 010414-2007.

UNIDADES Y NOMENCLATURAS

Ia índice de acidez (mgKOH/g) V.B viscosidad Brookfield (cps) N.V no volátiles (%) Gt tiempo de gelación (min) tmáx tiempo de máxima exotermia (min) TME temperatura de máxima exotermia (ºC) DB dureza Barcol R.T resistencia a la tracción (MPa) E elongación (%) R.I resistencia al impacto (kJ/m2) DMA dimetil anilina (%p/p) MEKP peróxido de metil etil cetona al 50% (%p/p) N.C naftenato de cobalto (%p/p) V.B viscosidad brookfield (cps) I.A índice de acidez (mgKOH/g) N.V no volátiles (%) P.M peso molecular (gr/mol) I.T índice de tixotropía

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