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Repaso

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Aspectos interrelacionados

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Clasificaciónsegún comportamiento termo-mecánico

Termoplásticos

Termoplásticos   Termorígidos

Termorígidos   Elastómeros

Elastómeros

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Copolímero al azar Copolímero de secuencia ordenada

Copolímero alternado Copolímero en bloque

Copolímero injertado Copolímero injertado

Copolímero en bloque A-B

Copolímero en bloque A-B-A

Copolímero en bloque (A-B)n

Cop.bloqueradial en 3 ptos

Cop.bloque radialen 6 ptos

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POLIDISPERSIDAD

Se puede demostrar que Mw >Mn, vale la igualdad para unpolímero monodisperso

NARROW BROAD

La relación Mw / Mn se conoce comopolidispersidad y puede variar entre

1,02 y 50

DISTRIBUCIÓN

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Polímero Tg

o

C)

Polidimetilsiloxano -120Polibutadieno -85Polietileno -80Poliisopreno -73Poliisobutileno -70

Polipropileno -19Polimetilacrilato 9Policaproamida (Nylon 6) 50PVC 83Poliestireno 100

Politetrafluoroetileno 126

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100 – 200 Å

Región interlamelar

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Los materiales

ingenieriles pueden ser

catalogados en dos tipos

FLUIDOS

VISCOSOS

FLUIDOS

VISCOSOS

SÓLIDOS

ELÁSTICOS

SÓLIDOS

ELÁSTICOS

 Actualmente estas categorías representan sólo los extremos de un amplio

espectro de comportamientos de los materiales.

Los polímeros ¿Se comportarán como fluidos viscosos o cómo sólidos elásticos?

Viscoelasticidad

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La relación de c (el tiempo de relajación del material)  con ts (el tiempo del ensayo)

De >> 1 respuesta elástica

De << 1 respuesta viscosa

El 

comportamiento 

de 

un 

material 

polimérico 

depende 

de 

la 

velocidad 

a 

la 

que 

se 

realiza el ensayo y de la temperaturaEj.: sillyputy

¿Por qué Reiner habrá elegido un nombre de mujer para este número adimensional? 

La respuesta hay que buscarla en la Biblia....

“ Incluso las montañas fluyeron delante del Señor “

del canto de Deborah luego de la victoria sobre los filisteos, del libro de los Jueces 5:5 

(Physics Today, Jan 1964, pg. 62)

Número de Deborah

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Fluidos NewtonianosDonde la relación entre la fuerza aplicada y el

flujo que ésta produce en el material es ley deNewton (en corte o cizalla)

  = viscosidad 

resistencia 

del 

material 

al 

flujo 

bajo 

una tensión mecánica

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Fluídos No Newtonianos

Se clasifican de acuerdo con su comportamiento en:

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En los fluidos pseudoplásticos la viscosidad 

disminuye 

al 

aumentar 

el 

esfuerzo 

de 

corte

La disminución de la viscosidad es un 

requisito esencial en el procesamiento de 

polímeros, al aplicar esfuerzos de cortesobre

 

el 

material.

La disminución de la viscosidad es un 

requisito esencial en el procesamiento de 

polímeros, al aplicar esfuerzos de corte

sobre 

el 

material.

LOS 

POLÍMEROS 

FUNDIDOS 

SON 

INVARIABLEMENTE 

PSEUDOPLÁSTICOS,LA RESISTENCIA AL FLUJO 

DISMINUYE AL AUMENTAR EL 

CORTE

Curvas de Flujo

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γ   (seg ⎯ 1)

η

Indice de 

fluencia   calandrado

extrusión

inyección

10 100 1000 10000   •

Zona newtoniana

ovillo 

estadístico

A 

veces, 

dos 

materiales 

con 

el 

mismo 

índice 

de 

fluencia, 

se comportan diferente al procesarlos  ¿Por què? 

Viscosidad 

vs Velocidad 

de 

deformación

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Curva Tensi

urva Tensi

ón deformaci

eformaci

ón

vs  

 n = tensión nominal carga / Ao

  n = deformación nominal ( l - lo) / lo

La curva muestra comportamiento hookeano seguido por el pico de fluencia y una región

de plateau donde la tensión permanece constante. El punto de fluencia y el plateau

corresponden a cambios morfológicos en la muestra. Luego la tensión aumenta a grandes

deformaciones donde finalmente ocurre la falla.

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B

Módulo

 Deformacióninhomogénea

“necking region”

Endurecimientopor orientación

 Ablandamientopor deformación

A. Deformación elástica del material :trabaja sólo el amorfo

B. Comportamiento viscoelástico (máximo

de la curva =punto de fluencia)C. Strain softening ablandamiento por

deformación) Una vez superado el puntode fluencia disminuye la resistencia a ladeformación plástica. En algunos

materiales cuyas moléculas pueden

orientarse rápidamente o cristalizar pororientación, esta caída en la curva puede

quedar enmascarada

D. Orientation hardening endurecimiento

por orientación)

Una vez iniciada lafluencia las cadenas poliméricas seorientan en el sentido de la tensiónaplicada y ofrecen mayor resistencia auna subsecuente deformación. Haytracción de los enlaces covalentes.

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Fibra poliméricamonocristalina

Fibra poliméricasemicristalina

Polímero semicristalinodebajo de Tg

Polímero semicristalinoencima de Tg

 Esquemas de curvas tensión-deformación para polímeros

cristalinos en diferentes formas morfológicas dibujados

aproximadamente a escala.

 a) Rígido y frágil

 b) Rígido y fuerte

 c) Rígido y tenaz

 d) Blando y tenaz

 e) Blando y débil

Tipo a): polímeros vítreos (PS)

Tipo c): polímerossemicristalinos (PE) (arriba deTg)

Tipo d): gomas

a

bc

d

e

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AplicacionesDilucidación Estructural para la Identificación de

un determinado polímero Estudio de Polímeros modificados

Evaluación de grado de avance de una reacciónde polimerización

Índice de Carboxilo como indicador de oxidación

de poliolefinas En el plano regulatorio, verificación de

materiales declarados.

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A escala microscópica, su principal utilidad se encuentra enEvaluar temperaturas de transiciones características como

Tg  Salto en Cp

Tf (o Tm) Absorción de energía del medio (transición endotérmica)

Tc Liberación de energía al medio (transición exotérmica)

Evaluar porcentaje de cristalinidad por medio de   H fusión

Área debajo de la curva durante la transición relacionado con la masa

de muestra analizada Por relación con valores calculados para el material 100% cristalino

obtengo el contenido de cristales de la muestra

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está basada en la medida de la variaciónde la masa de una muestra cuando se lasomete a un cambio de temperatura enuna atmósfera controlada. Esta variaciónpuede ser una pérdida o una ganancia demasa. El registro de estos cambios nosdará información sobre si la muestra sedescompone o reacciona con otros

componentes. se registra o representa la variación de

masa o derivada con respecto a latemperatura o respecto al tiempodependiendo de que el experimento sea

dinámico o isotermo respectivamente