Influencia de la temperatura y espesor de capa adhesiva epóxica sobre la resistencia a la tracción de estructuras metálicas unidas

Autores/as

  • Paulino Sánchez Universidad Nacional de Trujillo, Perú
  • Pablo Aguilar Universidad Nacional de Trujillo, Perú
  • Hipólito Flores Universidad Nacional de Trujillo, Perú

Palabras clave:

espesor de capa adhesiva, resistencia adhesiva de tracción, uniones metálicas, polímeros epóxicos

Resumen

RESUMENEn el presente trabajo se ha estudiado la influencia del espesor de la capa adhesiva y de la temperatura sobre la resistencia adhesiva a la tracción de dos estructuras cilíndricas de acero tipo SAE-1020 unidas por su base con adhesivo epóxico del tipo comercial DGEBA-TETA. Para analizar el efecto del espesor en la resistencia adhesiva, un grupo de probetas acero/adhesivo del tipo unión a tope, con diferente espesor de capa adhesiva, fueron sometidas a ensayo mecánico de tracción siguiendo los procedimientos especificados en la norma ASTM D 897. Todas las probetas fueron ensayadas a temperatura ambiente y estuvieron sujetas a las mismas condiciones de: tiempo de curado, composición, velocidad de ensayo y geometría de la probeta. A fin de estudiar la influencia de la temperatura, otro grupo de probetas del mismo espesor de capa adhesiva fueron ensayadas a distintas  temperaturas y estuvieron sujetas a las mismas condiciones antes indicadas. Se ha encontrado que para capas  finas  (0,04 - 0,30 mm)  la  resistencia  decae aproximadamente en forma exponencial conforme el espesor aumenta. Para capas más gruesas a partir de un espesor característico (0,30 mm), la resistencia tiende a aumentar hasta un cierto límite a medida que el espesor se incrementa. Así mismo, se ha encontrado que la resistencia adhesiva  consigue su “máximo” valor (2,96 kgf/cm2) cuando la temperatura toma valores en la vecindad de la temperatura característica de transición vítrea del adhesivo, mientras que para temperaturas superiores o inferiores a ésta, la resistencia decae considerablemente.

Biografía del autor/a

Paulino Sánchez, Universidad Nacional de Trujillo, Perú

Departamento Académico de Física, Facultad de CFYM

Pablo Aguilar, Universidad Nacional de Trujillo, Perú

Departamento Académico de Física, Facultad de CFYM.

Hipólito Flores, Universidad Nacional de Trujillo, Perú

Departamento Académico de Física, Facultad de CFYM

Citas

ANDREWS, E. H., KING, N. E. 1976. Adhesion of epoxy resins to metals. Journal of Materials Science. Volume 11, Issue 11 , pp 2004-2014.

ARELLANO, M. M. 1990. Estudio de la Reacción de Curado de una resina epóxica con Aminas Alifáticas. Tesis Magíster, pp.98-191.

ASTM DESIGNATION. 1985. Annual Book of ASTM Standards, vol.02.02. Philadelphia.

CHIANG, Y.M., CHAI, H. 1994. Plastic Deformation Analysis of Cracked Adhesive Bonds Loaded in Shear. Int. J. Solids Structures. Vol. 31 (18) pp. 2477-2490.

GHOSH, P.K., NUKALA S.K. 2008. Characteristics of adhesive joints of metals using inorganic particulate composite adhesives. Transactions of the Indian Institute of Metals. Volume 61, Issue 4 , pp 307-317.

HUNSTON, D.L., BASCOM, W.D. 1984. Failure Behavior of Rubber-Toughened Epoxies in Bulk Adhesive, and Composite Geometries. American Chemical Society, Chap.7, pp.84-99.

JIANG HAN, BROWNING R., LIU PENG, CHANG T. A., SUE HUNG-JUE. 2011. Determination of epoxy coating wet-adhesive strength using a standardized ASTM/ISO scratch test. Journal of Coatings Technology and Research. Volume 8, Issue 2, pp 255-263.

JOSEPH, R., BELL, J.P., MCEVILY, A.J., LIANG, J.L. 1993. Fatigue Crack Growth in Epoxy/Aluminum and Epoxy/Steel Joints. J. Adhesion, vol.41, pp.169-187.

KINLOCH, A.J. 1982. Review the Science of Adhesion Part 2.- Mechanics and Mechanisms of Failure. Journal of Materials Science 17, 617-651.

KOVROV, V. N., ZOLOTUKHIN, V. G. 1999. Experimental studies on the adhesion strength of a polymer-metal bond depending on the contact zone geometry. Journal of Mechanics of Composite Materials. Volume 35, Issue 4 , pp 335-338.

LACOSTA BERNA, J.M. 1992. Características y Ensayos de Adhesivos Poliméricos. Revista de Plásticos Modernos, 438, pp. 740-746 (12).

LEE, L.H. 1991. Fundamentals of Adhesion. Plenum Press. New York.

LEWIS, A.F. 1998. Epoxy Resin Adhesives, Chap.7 (Clayton A. May: Epoxy Resins Chemistry and Technology, 2nd. Edit.), pp.653-718.

RICARDI, C.C., ADABBO, H.E., WILLIAMS, J.J. 1984. Curing Reaction of Epoxy Resins with Diamines. Journal of Applied Polymer Science, vol.29, pp.2481-2492.

SÁNCHEZ, P.W. 1994. Adhesión de Epoxi a Metales. Informe de Proyecto de Investigación UNMDP.

SCHMIDT, R.G., BELL, J.P. 1986. Epoxy Adhesion to Metals (Advances in Polymer Science, 75 Epoxy Resins and Composites II, Editor K. Dusek), pp. 33-71.

ZHU GUO-LIANG, XIAO YAN-PING, YANG YONG-XIANG, WANG JUN, SUN BAO, BOOM ROB. 2012. Degradation behavior of epoxy resins in fibre metal laminates under thermal conditions. Journal of Shanghai Jiaotong University (Science). Volume 17, Issue 3 , pp 257-262.

WILLIAMS, J.G. 1993. A Review of the Determination of Energy Release Rates for Strips in Tension and Bending; Static and Dynamic Solutions. Journal of Strain Analysis. Vol. 28 (4) pp.237-255.

YANG, C., PANG, S.S., GRIFFIN, S. 1992. Strength Model of Adhesive-Bonded Double-Lap Joints Under Cantilevered Bending - Polymer Engineering and Science MID-MAY, vol. 32, N° 9, pp. 632-640.

YU J,, SONG J.Y., PARK, I. S. 2002. Analyses of the practical adhesion strengths of the metal/polymer interfaces in electronic packaging. Journal of Electronic Materials. Volume 31, Issue 12 , pp 1347-1352.

Descargas

Publicado

2014-11-07

Cómo citar

Sánchez, P., Aguilar, P., & Flores, H. (2014). Influencia de la temperatura y espesor de capa adhesiva epóxica sobre la resistencia a la tracción de estructuras metálicas unidas. Revista CIENCIA Y TECNOLOGÍA, 10(3), 25-34. Recuperado a partir de https://revistas.unitru.edu.pe/index.php/PGM/article/view/706

Número

Sección

Artículos Originales