ASTM D3835: Extrusión de Poliéster Éter Cetona (PEEK) puro y reforzado con carbono

Dada su excelente resistencia química y sus propiedades mecánicas a altas temperaturas (hasta 400º C para los reforzados), Polieter Eter Cetona (PEEK) son ampliamente utilizados en la industria aeroespacial, automoción y médica. Además de presentar la mejor combinación de resistencia mecánica, flexibilidad, resistencia química y facilidad de procesado, el PEEK  puede además proporcionar propiedades mecánicas y térmicas excepcionales cuando es reforzado con fibras de vidrio o de carbono. La extrusión del PEEK es de gran interés por las razones mencionadas.

Ensayamos un PEEK puro sin reforzar (puro PEEK) y un PEEK reforzado con fibra de carbono (C/PEEK) en un Reómetro Capilar CEAST para comprender las características en estado fluido. Utilizamos tres capilares con cabeza plana con una relación longitud-diámetro de 5, 20 y 30 para ensayar  PEEK puro y C/PEEK reforzado a 400ºC. El tiempo de precalentamiento se establecio en 6 minutos según indica la norma ASTM D3835 y el material fue cargado a una fuerza constate de 1000 N. El ensayo se realizó para comprender la ventana de procesado para el C/PEEK reforzado y obtener los valores de viscosidad a diferentes velocidades de cizalla.

Se observó que el PEEK puro se comporta como un polímero denso y muestra viscosidades dependientes de la velocidad de laminado.  En cambio el C/PEEK reforzado no es tan sensible a la velocidad de cizalla, posiblemente debido a su menor movilidad de la cadena del polímero por su interactuación fibra-polímero. Detectamos también que la viscosidad incrementa después de un largo tiempo de permanencia del material dentro del barril del Reómetro.

Para materiales rellenados como el C/PEEK reforzado, boquillas cónicas pueden ayudar a obtener homogeneidad del flujo debido a una mejor convergencia de la masa fundida dentro del capilar comparado con boquillas de cabeza plana. Los capliares cónicos no sólo ayudan a obtener un flujo más estable y continuo sino que también facilitan el proceso de limpieza después del ensayo.