Comportamiento tribológico de polímeros en condiciones de deslizamiento

Resum

A pesar de los grandes avances conseguidos hasta la fecha en estudios centrados en la fricción y desgaste en polímeros, la continua y vertiginosa evolución en las exigencias industriales hace necesario seguir investigando para explorar el comportamiento de nuevos materiales poliméricos, así como para determinar el comportamiento de polímeros clásicos en nuevos escenarios de trabajo. Tales exigencias industriales vienen en ocasiones determinadas por las prestaciones funcionales que han de cumplir los componentes, y en otras ocasiones por la normativa aplicable a ellos. Un ejemplo de este tipo de exigencias es el caso del uso de materiales poliméricos en sistemas de sellado. Los materiales de las juntas presentes en ellos deben generar por norma una baja fricción y sufrir un bajo desgaste. Por otro lado, muchas veces el contramaterial utilizado en esos sistemas de sellado es un acero con el tratamiento electrolítico de cromo duro (HCP). En el proceso de fabricación de este tratamiento superficial se generan sustancias nocivas tanto para los seres humanos como para el medio ambiente y la actual presión institucional ejercida desde distintas instituciones ha obligado a buscar tecnologías alternativas para disponer de recubrimientos con funcionalidad al menos equivalente a la del cromado electrolítico. Tratamientos limpios como la proyección térmica de alta velocidad (HVOF) y la deposición física en fase vapor (PVD) se postulan como buenos candidatos para sustituir al cromado electrolítico. Si se pretende sustituir el cromado electrolítico por tratamientos como el PVD o el HVOF en sistemas de sellado con juntas poliméricas resulta crucial disponer de métodos de ensayo simplificados que permitan predecir el comportamiento tribológico del contacto junta/eje y caracterizar con ellos la respuesta frente a la fricción y el desgaste tanto de los nuevos tratamientos como de los materiales poliméricos. Esta Tesis Doctoral pretende rellenar ese vacío proponiendo una nueva metodología de ensayo con la que se contribuirá a simplificar los métodos de selección de tratamientos alternativos al cromo electrolítico cuando deslizan contra polímeros. El caso de estudio sobre el que se ha trabajado es un elemento de sellado del sistema hidráulico presente en el tren de aterrizaje delantero del avión comercial Embraer ERJ 145, una aeronave de uso común en trayectos regionales de no más de 50 pasajeros. En el elemento de estudio las juntas que se utilizan son de NBR (caucho nitrilo) y PTFE (politetrafluoroetileno) y por tanto la investigación llevada a cabo se ha centrado en estos dos materiales poliméricos.Como resultado final se han identificado varios recubrimientos que satisfacen los criterios tribológicos establecidos y que por tanto pueden contemplarse como trátamelos alternativos al cromo duro.