Desarrollo y estudio tribolígico de nuevas dispersiones de cristales líquidos en polímeros termoplásticos

Resumen

Se han estudiado las propiedades tribológicas de poliestireno, estirenoacrilonitrilo, poliamida 6 y dos tipos de polisulfonasen contacto con aceros tanto en seco como con lubricación. Como lubricantes externos e internos se han utilizado cinco cristales liquidos termotrópicos de bajo peso molecular. Se han obtenido nuevos materiales compuestos mediante molienda y moldeo de las mezclas polimero+cristal liquido. La presencia de los lubricantes internos como fases dispersas reduce tanto la fricción como el desgaste de poliestireno y estirenoacrilonitrilo contra acero, dando lugar a una transición de desgaste severo a suave con una disminución de dos órdenes de magnitud en el grado de desgaste. En el caso de los polimeros de alta resistencia como las polisulfonas, el empleo de un cristal liquido iónico como lubricante externo permite reducir la fricción y el desgaste incluso en condiciones severas de carga aplicada y temperatura. Estos resultados permiten el desarrollo de nuevos materiales de altas prestaciones basados en polimeros fácilmente procesables. Una de las aportaciones más relevantes ha sido el descubrimiento de que el poliestireno es el único polimero que no presenta endurecimiento por deformación bajo condiciones de multirayado a baja o media velocidad de deslizamiento. Este endurecimiento por deformación se consigue mediante la adición de un 1%en peso del cristal liquido 4,4'-dibutilazobenceno. Esto hace que mejore la resistencia al rayado del polímero debido al comportamiento dúctil inducido por la fase dispersa frente a la fractura frágil que presenta el polimero base. Se han caracterizado los nuevos materiales mediante análisis térmico, microscopia óptica, electrónica de barrido y de fuerza atómica.