Polímeros 10 - Corrección abril:Maquetación 1 11/04/2011 04:55 p.m. Página 25
9.3.7. POLÍMEROS AMORFOS uid Líq
o
o uid do Líq nfria be u s
Vidrio
o Cristalin
Temperatura de funsión
Volumen específico ( = 1/Densidad)
Comencemos considerando la solidificación y el enfriamiento lento de un polímero amorfo. En el estado líquido, el material puede fluir dentro de un molde ya que si bien las cadenas que lo constituyen están enredadas pueden deslizar unas sobre otras; podríamos imaginarlas como una gran maraña de hilos con gran movilidad.
Temperatura de transición vítrea
A medida que la temperatura desciende se produce una paulatina disminución del volumen específico de la muestra. El líquido con gran fluidez cambia a un estado de líquido subenfriado, que no fluye pero que no llega a ser un sólido9 y que se comporta similar a un elastóTemperatura mero. Si sigue descendiendo la temperatura se produce un cambio en la pendiente de la curva de volumen específico en función de la temperatura, tal como se muestra en la figura. La temperatura a la que tiene lugar el cambio de pendiente se la llama temperatura de transición vítrea10 Tg ya que por debajo de esta temperatura el polímero se vuelve duro y frágil y se comporta de modo parecido a un vidrio, ya que la movilidad de las cadenas es muy restringida.
9.3.8. POLÍMEROS SEMICRISTALINOS
La morfología de las cadenas de un polímero semicristalino puede esquematizarse como se ilustra en la figura. Algunos segmentos de cadena plegadas sobre sí mismas o de cadenas lamela que se aproximan lo suficiente como para dar lugar a la acción de fuerzas de van der Waals forman pequeñas regiones ordenadas. Si miramos más de cerca estas regiones (con microscopía electrónica de transmisión, por ejemplo) veremos que la longitud de los pliegues es de aproximadamente 10 nm. Cada una de las capas sen- cillas en que se organiza la estructura de las cadenas plegadas se denomina laminilla o lamela. Cuando solidifica el material las lamelas suelen crecer alrededor de un núcleo tomando una forma esferoidal denominada esferulita. La esferulita consiste en un agregado de lamelas, dispuestas en forma radial como se muestra en el siguiente esquema. 9 Se define un sólido como un material con estructura ordenada, cristalina. 10 La temperatura de transición vítrea se denota Tg, por su nombre en inglés
glass transition temperature.
| GUÍA DIDÁCTICA | Capítulo 9 | POLÍMEROS
Cuando el material semicristalino se enfría desde su estado líquido, se produce un repentino descenso de su volumen específico, como se indica arriba en la figura. Esta disminución se origina en un mayor empaquetamiento de las cadenas poliméricas, que se ordenan bajo la acción de fuerzas secundarias. A medida que el enfriamiento continúa también se reduce la movilidad de las cadenas que no integran los cristales, es decir, se manifiesta la transición vítrea en la región amorfa. El cambio de pendiente en la curva del volumen específico debida a esta transición será apreciable si la fracción amorfa de la muestra es significativa.
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