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Absorción de Humedad y Envejecimiento Ambiental

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Difusión Fickiana de humedad hacia la matriz polimérica, que la plastifica, reduce su Tg y genera esfuerzos higroscópicos anomalía exclusiva de compuestos de matriz polimérica.

ID:('ky', 1651)


Absorción Fickiana

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$\frac{M}{M_{max}}=1-\frac{8}{\pi^2}\sum_{k=0}^{20}\frac{e^{-(2k+1)^2\pi^2D_{moist}t_{exp}/(4h_{lam}^2)}}{(2k+1)^2}$

$M$
Contenido de humedad
$kg/kg$
$M_{max}$
Humedad de saturación
$kg/kg$
$k$
Índice de serie Fick
$1$
$h_{lam}$
Semiespesor de lámina
$m$
$D_{moist}$
Difusividad de humedad
$m²/s$
$t_{exp}$
Tiempo de exposición
$s$



ID:('gm', 14433)


Saturación Henry

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$M_{max}=k_{Henry}RH_{amb}$

$k_{Henry}$
Coeficiente de Henry
$kg/kg$
$M_{max}$
Humedad de saturación
$kg/kg$
$RH_{amb}$
Humedad relativa ambiente
$1$



ID:('gm', 14434)


Esfuerzo higroscópico

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$\sigma_{hyg}=\frac{E_Y\beta_{swell}\Delta M_{moist}}{1-\nu_p}$

$\beta_{swell}$
Coeficiente de hinchamiento
$1$
$ u_p$
Coeficiente de Poisson
$1$
$Delta M_{moist}$
Incremento de humedad
$kg/kg$
$sigma_{hyg}$
Esfuerzo higroscópico
$Pa$
$E_Y$
Módulo elástico
$Pa$



ID:('gm', 14435)


Tg plastificada

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$T_{g,eff}=T_{g,dry}-\lambda_{Tg}M_{moist}$

$M$
Contenido de humedad
$kg/kg$
$lambda_{Tg}$
Sensibilidad de Tg a humedad
$K$
$T_{g,eff}$
Transición vítrea efectiva
$K$
$T_{g,dry}$
Transición vítrea seca
$K$



ID:('gm', 14436)


Daño ambiental

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$D_{env}^{n+1}=D_{env}^{n}+k_{age}S_{env}RH_{amb}\frac{T_{service}}{T_{g,eff}}\Delta t$

$D_{env}$
Daño ambiental acumulado
$1$
$RH_{amb}$
Humedad relativa ambiente
$1$
$S_{env}$
Severidad ambiental
$1$
$k_{age}$
Tasa de envejecimiento
$1/s$
$T_{service}$
Temperatura de servicio
$K$
$T_{g,eff}$
Transición vítrea efectiva
$K$
$Delta t$
Paso temporal
$s$



ID:('gm', 14437)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile