Modelo Zener
Introducción a los polímerosInicia este curso gratuito ahora. Sólo tienes que crear una cuenta e iniciar sesión. Inscríbase y complete el curso para obtener una declaración de participación gratuita o una insignia digital si está disponible.Crear cuenta / Iniciar sesiónMás cursos gratuitos
5.2.1 Comportamiento elástico y viscoelásticoCuando un material elástico (no elastomérico, o elástico de largo alcance) se somete a tensión, se produce una respuesta de deformación inmediata y correspondiente. La figura 43 ilustra este hecho mostrando de forma esquemática la respuesta de la deformación a un determinado historial de tensiones. Obsérvese que cuando se elimina el esfuerzo, la deformación también vuelve a cero. Por lo tanto, en un material perfectamente elástico toda la deformación se devuelve al organismo forzante. Si esta energía no se hubiera almacenado elásticamente, se habría disipado en forma de calor o sonido. El chirrido de los neumáticos y la acumulación de calor en los flancos de los neumáticos son buenos ejemplos de esta disipación.
Figura 43 Cuando se somete a tensión, un material perfectamente elástico se deforma en proporción a la tensión aplicada y vuelve a su estado original cuando se libera la tensión Si el material es lineal y elástico, la tensión aplicada σ es directamente proporcional a la deformación ε. Entonces, para una tensión simple, donde E es una constante conocida como módulo de Young, y se considera una propiedad del material. En el caso de los polímeros, debido a la dependencia del tiempo y a la no linealidad, E no es una constante y se utiliza el término módulo de tracción para reflejarlo. En la figura 44 se muestran las curvas de tensión-deformación del PS, el HIPS y dos tipos de caucho. Mientras que el poliestireno obedece aparentemente a la ley de Hooke (ecuación (27)), el HIPS cede y se cuelga antes de fallar. Por el contrario, los cauchos presentan una elasticidad de largo alcance y sólo fallan a varios cientos de kilómetros de tensión.
Viscoelástica deutsch
¿Qué tienen en común la madera, el hielo y los discos de la columna vertebral? Todos son materiales viscoelásticos. La viscoelasticidad es una cualidad que implica propiedades viscosas y elásticas al mismo tiempo. La QCM-D es una tecnología sensible a la superficie que puede caracterizar las propiedades viscoelásticas de películas moleculares finas, así como de materiales a granel.
Hay muchos materiales que presentan propiedades viscoelásticas, desde las estructuras biológicas naturales, como los tejidos, los cartílagos y la piel, hasta los polímeros sintéticos y el hormigón. Ser viscoelástico significa que el material se comporta hasta cierto punto como un líquido y como un material sólido, y que tiene una deformación dependiente del tiempo.
La viscosidad describe la resistencia de un fluido a fluir (figura 1). Cuanto mayor sea la viscosidad, mayor será la fuerza necesaria para generar un flujo específico. Compare, por ejemplo, la miel con la leche, donde la miel tiene la mayor viscosidad de las dos. Medida en Pascal∙segundo (Pa-s), la miel tiene una viscosidad de 10 Pa-s, lo que supone unas tres mil veces la de la leche, que tiene una viscosidad de 0,003 Pa-s. Por eso la miel no fluye con tanta facilidad como la leche.
Propiedades viscoelásticas de los polímeros
La elasticidad es la tendencia de los materiales sólidos a volver a su forma original tras la aplicación de fuerzas sobre ellos. Cuando se retiran las fuerzas, el objeto vuelve a su forma y tamaño iniciales si el material es elástico.
La viscosidad es una medida de la resistencia al flujo de un fluido. Un fluido con gran viscosidad se resiste al movimiento. Un fluido con baja viscosidad fluye. Por ejemplo, el agua fluye más fácilmente que el jarabe porque tiene una viscosidad menor. Los materiales de alta viscosidad pueden ser la miel, los jarabes o los geles, generalmente cosas que se resisten a fluir. El agua es un material de baja viscosidad, ya que fluye fácilmente. Los materiales viscosos son espesos, pegajosos o adhesivos. Como el calentamiento reduce la viscosidad, estos materiales no fluyen fácilmente. Por ejemplo, el jarabe caliente fluye más fácilmente que el frío.
La viscoelasticidad es la propiedad de los materiales que presentan características tanto viscosas como elásticas cuando se deforman. Los polímeros sintéticos, la madera y los tejidos humanos, así como los metales a alta temperatura, presentan importantes efectos viscoelásticos. En algunas aplicaciones, incluso una pequeña respuesta viscoelástica puede ser significativa.
Viscoelasticidad del modelo maxwell generalizado
En la ciencia de los materiales y en la mecánica del continuo, la viscoelasticidad es la propiedad de los materiales que presentan características tanto viscosas como elásticas cuando se deforman. Los materiales viscosos, como el agua, resisten el flujo de cizalla y se deforman linealmente con el tiempo cuando se aplica una tensión. Los materiales elásticos se deforman cuando se estiran y vuelven inmediatamente a su estado original cuando se elimina la tensión.
Los materiales viscoelásticos tienen elementos de estas dos propiedades y, como tales, presentan una deformación dependiente del tiempo. Mientras que la elasticidad suele ser el resultado del estiramiento de los enlaces a lo largo de los planos cristalográficos en un sólido ordenado, la viscosidad es el resultado de la difusión de átomos o moléculas dentro de un material amorfo[1].
En el siglo XIX, físicos como Maxwell, Boltzmann y Kelvin investigaron y experimentaron con la fluencia y la recuperación de vidrios, metales y cauchos. La viscoelasticidad se examinó más a fondo a finales del siglo XX, cuando se diseñaron y utilizaron polímeros sintéticos en diversas aplicaciones[2] Los cálculos de la viscoelasticidad dependen en gran medida de la variable de la viscosidad, η. La inversa de η también se conoce como fluidez, φ. El valor de cualquiera de las dos puede derivarse en función de la temperatura o como un valor dado (por ejemplo, para un bote de ensayo)[1].