1. DEPARTAMENTO DE INGENIERIA DE MATERIALES
Prueba y Caracterización de Plásticos
Prof. Ing. Danny Chávez Novoa
2011 - II

2. Comportamiento físico: f(Estructura cristalina y Peso Molecular)
1.- Plásticos Duros:
- Resistentes (alta tensión y elongación)
- Fuertes (alta tensión y baja elongación)
- Quebradizos (baja tensión y elongación)
2.- Plásticos Blandos:
- Débiles (Baja tensión y elongación)
- Medianamente resistentes (tenaces)
(Buena tensión y elongación)

5. La variedad de materiales plásticos existentes y el amplio
margen del comportamiento físico-mecánico supone que
existen una variedad de pruebas y caracterización para los
materiales plásticos.
Organismos Internacionales regulan la estandarización para
las pruebas y análisis de los plásticos: ISO, ASTM, DIN,
UNE, ANSI, DNA, etc.

6. Dada la gran variedad de plásticos que existe en la
actualidad y la constante aparición de nuevos
materiales, es cada vez mayor el uso de los plásticos
para la fabricación de cualquier pieza en todos los
sectores. Estos materiales presentan una enorme
variedad de propiedades muy diferentes, y conociendo
su comportamiento, se puede obtener mucha
información para cada aplicación específica.

7. Las técnicas experimentales de
caracterización actuales permiten conocer
prácticamente todas las propiedades de un
plástico: propiedades físicas, mecánicas,
térmicas, eléctricas, comportamiento frente
a agentes ambientales, etc. La medida de
todas estas propiedades está, en su
mayoría, sujeta a normas nacionales e
internacionales.

8. PRUEBAS Y CARACTERIZACION DE PLASTICOS
ENSAYO METODO
Absorción de agua ASTM D570, UNE 53028
Calor específico por DSC ASTM E1269
Contenido de materiales volátiles ASTM D 2584, UNE 53090
Color, brillo y transparencia ASTM D 2244, DIN 5033
Compresión en plásticos rígidos ASTM D 695
Densidad en plásticos (método de inmersión) ASTM D 1505, UNE 53020
Dureza Rockwell en plásticos ASTM D785
Dureza Shore ASTM D 2240, ISO 868
Envejecimiento por UV ASTM G53 – ASTM G154
Flamabilidad (autoextinción) ASTM D635
Flexión ASTM D790, ISO178
Impacto IZOD ASTM D256
Índice de Fluidez ASTM D1238, DIN 53735
Espectrofotometría Infrarrojo (FTIR) ASTM E1252

9. ENSAYO METODO
Puntos de Fusión y Transición vítrea por DSC ASTM E 794
Punto de Ignición ASTM D1929
Reometría Capilar ASTM D3835
Poder Calorífico ASTM D240
Tracción (tensión - deformación) ASTM D638, ISO 527
Resistencia a la abrasión Taber ASTM D3389
Solubilidad en plásticos y cauchos ASTM D3132
Temperatura de ablandamiento VICAT ASTM D1525, UNE 53118
Temperatura de deflexión bajo carga (HDT) ASTM D648
Viscosidad Dinámica Brookfield ASTM D789- D4878

10. Pruebas en laboratorios de Investigación y
Desarrollo
Químico FTIR, GPC (peso molecular), GC/MSD, UV/VIS, XRD, ICP, AA, IC
Térmico DSC, TGA, TMA, DMA, Suavizado
Mecánica Tensión, Compresión, Flexión, Fricción, Descortezado, Fatiga, Dureza, Rigidez, Fragilidad,
Abrasión, Termofluencia, Ruptura por Esfuerzo, Fuerza Motriz.
Impacto Resistencia al Impacto, Izod, Gardner, Dynatup, Falling Dart
Rheology TMA, Melt Flow, Heat Deflection, Viscosidad, Capillary Rheometer
Medio Ambiental Solar (Xenon, QUV, etc), Térmico, Ozono, Humedad, Spray de sal, Exposición
líquida, Fractura por Esfuerzo
Eléctrico Volúmen de Resistencia, Dielectric Breakdown, Disipación Estática, Conductividad
Permeabilidad Oxígeno, Vapor de Agua, Solvente
Presión/Tubería Estallido Hidrostático, Cámara de Presión Elevada
Pintura Color, Reflexión, Brillo, Ocultación, Bruma, Difusión, Salpicado, Desprendimiento, Nivel de
Secado, Volátil, Grosor de película, Dureza, Adhesión, Flexibilidad, Impacto, Desgaste
Liquid Líquido Viscosidad Cono & Plato y Brookfield, Tensión de superficie, Angulo de contacto
Dimensiones, Dimensional Grosor, Textura, Expansión/Contracción, Densidad, Tamaño de Partícula
Inflamabilidad Difusión de Flama, Calorímetro de cono, Quemadura Vertical/Horizontal,
Generación de Humo, Punto de Proyección, Índice de Oxígeno
Microscopía Optica SEM/EDX, TEM
Procesos Plásticos Twin Screw Extruder, Single Screw Extruder, Vacuum Thermoformer, Two Roll
Mill, Hot Press, Resin Dryer

11. Tipos de ensayos de caracterización
El comportamiento mecánico - Para conocer el comportamiento
mecánico de los materiales se realizan habitualmente ensayos
mecánicos: tracción, compresión o flexión, donde se evalúa
la resistencia del plástico a ser deformado y la magnitud de esa
deformación en el punto donde se rompe el material, si es el caso,
y en el punto donde cambia su comportamiento, pasando de un
comportamiento elástico a plástico. También obtenemos
información de su módulo de elasticidad, el cual indica si el
material es rígido o flexible.

12. Mediante ensayos de impacto (Izod, Charpy, impacto a alta velocidad,
ensayos de caída de peso) se determina la cantidad de energía que es
capaz de absorber el material cuando recibe un golpe.
Otra característica, como la dureza del material se puede determinar
mediante durómetro (dureza Shore) o el método Rockwell (penetración
de una bola). El comportamiento mecánico de los plásticos reforzados es
diferente según la cantidad y tipo de carga que contengan.

14. Ensayo de impacto de caída de bola
Medida de la deformación o ruptura provocada por la
caída de bola en diferentes condiciones de temperatura.

16. Caracterización térmica - Dada la gran sensibilidad que presentan los
plásticos frente a la °T, la caracterización térmica es tan importante como
la mecánica. Las técnicas de termoanálisis proporcionan gran cantidad de
información sobre la estructura y composición del plástico. Por ejm,
mediante termogravimetría (TG) se puede conocer si el material es puro o
contiene cargas u otras materias inorgánicas. La estructura amorfa o cristalina
de los termoplásticos se observa claramente mediante DSC, así como la °T
de fusión, en el caso de los parcialmente cristalinos, la °T de transición
vítrea, el calor específico, entalpías de fusión etc. La determinación del
índice de fluidez proporciona información sobre el peso molecular del
polímero y su fluidez en estado fundido; y otra de las características
interesantes en vista a una aplicación práctica es la °T de reblandecimiento
del material, la cual nos da una idea sobre el intervalo de °T de uso. Esta °T
la podemos obtener mediante el método Vicat, análisis termomecánico o
deflexión bajo carga.

18. STA 449 F1 Jupiter® – TG-DSC
ANALIZADOR TERMICO Simultáneo
DIFERENCIAL
DTA-50

19. Envejecimiento acelerado - Estos ensayos sirven de gran ayuda para
conocer la potencial duración y/o comportamiento de una pieza o
producto acabado, cuando están sometidos a un ambiente o
condiciones determinadas. Dependiendo de la estructura del plástico y
del medio en el que se encuentre, éste se comportará de forma
diferente. Utilizando cámaras de ensayo (niebla salina, cámara
climática y de envejecimiento a la luz) se puede reproducir la
influencia de la radiación solar, la temperatura, la lluvia, la humedad,
etc. y comprobar si el material se degrada, cambia de color, si
presenta tensiones en su estructura, si el recubrimiento o pintura, si es
el caso, es atacado o no está bien adherido, etc.

20. Ensayos climáticos
Ensayos de envejecimiento de componentes de plástico a
diferentes condiciones de temperatura y humedad.

21. Ensayo de resistencia a la luz
Ensayos de simulación de envejecimiento a la
luz de componentes plásticos.

22. Otros ensayos:
Densidad
Absorción de agua:
Cuantifica el agua retenida en el termoplástico, realizadas por ejm.
a 23°Cy por 24 horas.
Contenido de materiales volátiles:
Cuantifica el contenido de cenizas en los plásticos; determina la
variación de masa experimental del material al someterlo a
calcinación.
Ensayos de color, brillo y transparencia:
Utilizan un Colorímetro, brillómetro y un espectrofotómetro
ultravioleta-visible.
Resistencia química.
Propiedades eléctricas.