Investigadors del MechLab (B. Eixerés, S. Sánchez-Caballero, M. A. Peydró, F. Parres i M. A. Sellés) han publicat en Alexandria Engineering Journal un estudi sobre la injecció de polisulfur de fenilé reforçat amb fibra de carboni (CF-PPS). El material, amb un 30 % en pes de fibra de carboni i un 15 % de PTFE, té propietats mecàniques semblants a les de l’alumini amb una densitat prou menor, cosa que el fa interessant per a l’automoció i l’aeronàutica. L’article es va publicar en línia el 18 de gener de 2025, en accés obert, i forma part del volum 123 (juny de 2025).
Cinc paràmetres analitzats alhora
Treballs anteriors estudiaven alguns paràmetres per separat i de vegades arribaven a conclusions contradictòries. En este cas s’analitzen de manera conjunta la temperatura d’injecció, la velocitat d’injecció, la pressió de manteniment, la temperatura del motle i un recuit posterior. El material es va assecar a 100 °C durant 4 hores abans d’injectar-lo, i el recuit es va fer a 180 °C durant 1 hora amb un refredament controlat de 25 °C per hora.
Les condicions de procés pesen molt en el resultat. Entre les condicions més i menys favorables del disseny experimental, els autors registren diferències de fins a un 78,1 % en resistència a tracció, un 109,5 % en resistència a l’impacte i un 72,9 % en mòdul de Young. Per a la resistència a ruptura convé una velocitat d’injecció baixa, recuit, temperatura d’injecció i pressió de manteniment baixes i motle calent. El mòdul millora amb motle calent, més temperatura d’injecció i més pressió de manteniment; la resistència a l’impacte, amb velocitat baixa, pressió alta i motle calent. La duresa augmenta amb el recuit i amb valors alts de temperatura, velocitat i pressió.
Què aporta al laboratori
El treball uneix dues línies del MechLab: la injecció de polímers i els compostos termoplàstics amb fibra de carboni. Dona una guia pràctica per a fixar les condicions d’injecció segons la propietat que més interesse en la peça. El PTFE actua com a lubricant sòlid, i el comportament tribològic del PPS és una altra de les línies en què treballa el grup, amb assajos de fricció i desgast.
Font: Eixerés, B.; Sánchez-Caballero, S.; Peydró, M. A.; Parres, F.; Sellés, M. A. Influence of injection molding process conditions on the mechanical properties of CF-PPS/PTFE composites. Alexandria Engineering Journal 123 (2025) 381-391. Publicat en línia el 18 de gener de 2025. doi:10.1016/j.aej.2025.01.022 Imatge: resum gràfic de l’article, CC BY-NC-ND 4.0.