Study of Tribology on Polyethylene terephthalate(PET) and Polyethylene terephthalate glycol(PETG)

This research investigates the tribological behavior of two prominent polymers, Polyethylene Terephthalate (PET) and Polyethylene Terephthalate Glycol (PETG), with a particular focus on their responses to varying environmental conditions: temperature and humidity. The study aims to comprehensively analyze the mechanical properties of these materials to facilitate their potential applications in diverse industrial contexts. Experimental investigations were carried out at the renowned Charles Sadron Institute, CNRS, within the "Equipe MIM - Mechanics of Interfaces and Multiphase Systems" in Strasbourg. Under the expert guidance of Prof. Marina Pecora, a series of scratch tests were conducted using different tip geometries, normal loads, and environmental conditions. These tests provided critical insights into the coefficient of friction, rear contact angle, contact strain, and contact pressure for PETG and PET. The results unveiled intriguing findings, including the distinct tribological responses of PET and PETG. PET demonstrated a heightened frictional response post-yield point, while PETG exhibited increased friction even before yielding, signifying its unique sensitivity to temperature-induced changes. Additionally, both materials displayed consistent viscoelastic behaviors across varying humidity conditions, underscoring their robust mechanical stability. Furthermore, our study revealed that exposure to moisture had a substantial impact on friction behavior, with both materials exhibiting higher coefficients of friction in humid environments. The temperature played a pivotal role in this frictional response, with elevated temperatures exacerbating the effect. In conclusion, this study provides a comprehensive analysis of the tribological behavior of PET and PETG, shedding light on their potential applications in various industries. Our findings emphasize the importance of understanding these materials' mechanical responses to different environmental conditions, paving the way for enhanced performance and durability in tribological applications.

Questa ricerca indaga il comportamento tribologico di due importanti polimeri, il polietilene tereftalato (PET) e il polietilene tereftalato glicole (PETG), con particolare attenzione alle loro risposte alle diverse condizioni ambientali:temperatura e umidità. Lo studio mira ad analizzare in modo completo le proprietà meccaniche di questi materiali per facilitare le loro potenziali applicazioni in diversi contesti industriali. Le indagini sperimentali sono state condotte presso il rinomato Istituto Charles Sadron, CNRS, all'interno dell'"Equipe MIM - Meccanica delle interfacce e dei sistemi multifase" di Strasburgo. Sotto la guida esperta della Prof.ssa Marina Pecora, sono state condotte una serie di prove di graffio utilizzando diverse geometrie della punta, carichi normali e condizioni ambientali. Questi test hanno fornito informazioni critiche sul coefficiente di attrito, sull'angolo di contatto posteriore, sulla deformazione da contatto e sulla pressione di contatto per PETG e PET. I risultati hanno svelato scoperte interessanti, comprese le distinte risposte tribologiche di PET e PETG. Il PET ha dimostrato una maggiore risposta di attrito post-snervamento, mentre il PETG ha mostrato un aumento dell’attrito anche prima dello snervamento, a significare la sua sensibilità unica ai cambiamenti indotti dalla temperatura. Inoltre, entrambi i materiali hanno mostrato comportamenti viscoelastici costanti in condizioni di umidità variabili, sottolineando la loro robusta stabilità meccanica. Inoltre, il nostro studio ha rivelato che l’esposizione all’umidità ha avuto un impatto sostanziale sul comportamento di attrito, poiché entrambi i materiali mostrano coefficienti di attrito più elevati in ambienti umidi. La temperatura ha svolto un ruolo fondamentale in questa risposta di attrito, con temperature elevate che ne esacerbano l’effetto. In conclusione, questo studio fornisce un’analisi completa del comportamento tribologico del PET e del PETG, facendo luce sulle loro potenziali applicazioni in vari settori. I nostri risultati sottolineano l'importanza di comprendere le risposte meccaniche di questi materiali alle diverse condizioni ambientali, aprendo la strada a prestazioni e durata migliorate nelle applicazioni tribologiche.