Utilización de métodos reológicos no lineales (LAOS, OSP, 1D SAOS, 1D RARALLEL SUPERPOSITION) en la caracterización de muestras representativas de familias con características mecánicas definidas

Resumen

La mayoría de los procesos industriales que tienen lugar sobre materiales semisólidos o líquidos se producen fuera del régimen lineal. Por lo tanto, el estudio de las propiedades viscoelásticas de dichos materiales debería ser realizado fuera del rango lineal. Sin embargo, hasta el momento, los estudios viscoelásticos acostumbran a ser realizados dentro del régimen lineal extrapolando después el resultado fuera del mismo. Los ensayos oscilatorios son básicos para una completa caracterización del comportamiento viscoelástico. Los ensayos oscilatorios se pueden realizar fuera del rango de viscoelasticidad lineal en modo cizalla oscilatoria de gran amplitud (Large Amplitude Oscillatory Shear/LAOS). Existen una serie de problemas experimentales asociados a dichos ensayos que impiden una correcta caracterización. Además, una correcta interpretación de los resultados es, en muchos de los casos, difícil de conseguir. Por este motivo se ha propuesto un nuevo método para trabajar fuera del régimen lineal. Este método se denomina superposición ortogonal (Orthogonal Superposition/OSP). En este tipo de ensayos, se cizalla la muestra con una velocidad de corte determinada y se miden las propiedades viscoelásticas en un movimiento oscilatorio perpendicular a la cizalla. Este movimiento oscilatorio está dentro del régimen lineal pero los valores de los módulos viscoelásticos son función de la velocidad de cizalla aplicada por lo que se puede estudiar cómo influye dicha cizalla en las propiedades reológicas en su conjunto. Es posible además utilizar el método OSP para producir cizalla en la muestra en dos direcciones simultáneamente de forma oscilatoria. De esta forma se puede estudiar la anisotropía de un material de forma sencilla El objetivo de este proyecto de tesis es utilizar todas estas técnicas en diferentes clases de materiales desde newtonianos hasta pseudoplásticos y viscoplásticos intentando comprender sus fundamentos, integrando los métodos y proporcionando una metodología coherente que permita una correcta interpretación de los resultados. En algunos casos, se han diseñado y fabricado nuevos útiles OSP con la geometría modificada para poder utilizarlos con materiales que responden a campos eléctricos o magnéticos.