Analisis de calor para la degradacion de polimeros

Degradación térmica dsc

materiales en atmósferas controladas a diversas temperaturas. La degradación térmica suele producir compuestos volátiles. Por lo tanto, la medición de la pérdida de peso a diferentes temperaturas proporciona información sobre la estabilidad térmica de los materiales poliméricos.

En muchos casos, la degradación ya ha tenido lugar sin una pérdida de peso detectable, por ejemplo, por escisión de la cadena o por reacciones de reticulación. Así, en algunos casos la temperatura de servicio superior es notablemente inferior al inicio de la pérdida de peso. No obstante, los métodos termogravimétricos suelen ser una excelente opción para estudiar los procesos de degradación térmica de los polímeros.

Oxidación de polímeros

Se prepararon copolímeros en bloque y mezclas compuestas por oligoésteres cristalinos y poliestireno y se caracterizó su estabilidad térmica mediante análisis termogravimétrico (TGA). Las muestras mostraron tres temperaturas principales de descomposición debido a (1) la pérdida de la cadena flexible y la descomposición del segmento mesogénico, (2) la descomposición del poliestireno y (3) la descomposición final del segmento rígido del oligoéster. Tanto los copolímeros como las mezclas de polímeros presentaron una menor estabilidad térmica en comparación con el poliestireno y el oligoéster. La masa residual tras el calentamiento a 600 °C en los copolímeros y las mezclas de polímeros fue inferior a la encontrada en los oligoésteres. Se sugiere un proceso de degradación de los segmentos aromáticos del oligoéster inducido por la descomposición del poliestireno.

El comportamiento térmico de los poliésteres cristalinos líquidos (LCP) ha sido objeto de algunos trabajos debido a sus propiedades tecnológicas únicas, como la baja viscosidad de fusión, las propiedades mecánicas de auto-refuerzo y la alta resistencia a la llama[11 Jin, X., & Chung, T. S. (1999). Thermal decomposition behavior of main-chain thermotropic liquid crystalline polymers, vectra A-950, B-950, and Xydar SRT-900. Journal of Applied Polymer Science, 73(11), 2195-2207. http://dx.doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19990912)73:11<2195::AID-APP17>3.0.CO;2-3. http://dx.doi.org/10.1002/(SICI)1097-462..

Envejecimiento del polímero

Este libro ofrece una visión profunda de las características de la degradación térmica de los polímeros y hace especial hincapié en las mezclas, los compuestos y los nanocompuestos. Examina la estabilidad térmica y el mecanismo de degradación de cada clase de sustancias poliméricas y estudia el efecto del refuerzo en todas las clases. El libro explora además la estabilidad térmica cuando se añaden nanopartículas y resume los últimos estudios y resultados relevantes para la aplicación. Este libro ofrece una valiosa fuente de referencia para estudiantes de grado y postgrado, estudiantes de ingeniería, investigadores e ingenieros de polímeros de la industria.

Este capítulo aborda una breve descripción de la degradación térmica de las mezclas, los compuestos y los nanocompuestos a base de polímeros. Se discuten diferentes métodos de síntesis, preparación y caracterización de la degradación térmica de mezclas, composites y nanocomposites de base polimérica. Por último, se analizan las aplicaciones, los nuevos retos y las oportunidades de esta degradación térmica de las mezclas, los compuestos y los nanocompuestos de base polimérica.

Degradación oxidativa

En los polímeros, como los plásticos, la degradación térmica se refiere a un tipo de degradación de los polímeros en el que se producen cambios químicos perjudiciales a temperaturas elevadas, sin la participación simultánea de otros compuestos como el oxígeno[1][2] En pocas palabras, incluso en ausencia de aire, los polímeros comenzarán a degradarse si se calientan lo suficiente. Es distinto de la oxidación térmica, que suele tener lugar a temperaturas menos elevadas[3].

El inicio de la degradación térmica dicta la temperatura máxima a la que puede utilizarse un polímero. Es una limitación importante en la forma de fabricar y procesar el polímero, ya que la etapa de desvolatilización en la fabricación y la conformación de los polímeros en sus formas finales, por ejemplo mediante el moldeo por inyección, implican altas temperaturas.

A altas temperaturas, los componentes de la columna vertebral de la cadena larga del polímero pueden romperse (escisión de la cadena) y reaccionar entre sí (enlace cruzado) para cambiar las propiedades del polímero. Estas reacciones dan lugar a cambios en el peso molecular (y en la distribución del peso molecular) del polímero y pueden afectar a sus propiedades provocando una reducción de la ductilidad y un aumento de la fragilidad, el caleo, el agrietamiento, los cambios de color, el agrietamiento y la reducción general de la mayoría de las demás propiedades físicas deseables[4].

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