Coeficiente de expansion termica de los polimeros

Coeficiente de expansión térmica de la resina epoxi

El COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TÉRMICA LINEAL (CTE, a, o a1) es una propiedad del material que indica el grado de expansión de un material al calentarse. Diferentes sustancias se expanden en diferentes cantidades. En pequeños rangos de temperatura, la expansión térmica de los objetos lineales uniformes es proporcional al cambio de temperatura. La dilatación térmica encuentra una aplicación útil en las tiras bimetálicas para la construcción de termómetros, pero puede generar una tensión interna perjudicial cuando se calienta una pieza estructural y se mantiene a una longitud constante.

Para una discusión más detallada de la expansión térmica, incluyendo la teoría y el efecto de la simetría del cristal, se remite al lector a la Serie de Datos del CINDAS sobre Propiedades de los Materiales, Volúmenes 1 a 4, Expansión Térmica de los Sólidos (Ref 1).

donde l0 y lf representan, respectivamente, las longitudes original y final con el cambio de temperatura de T0 aTf.    El parámetro a1 CTE y tiene unidades de temperatura recíproca (K-1) como µm/m – K o 10-6/K.

El coeficiente de dilatación térmica también suele definirse como el aumento fraccionario de la longitud por unidad de aumento de la temperatura. La definición exacta varía en función de si se especifica a una temperatura precisa (coeficiente de dilatación térmica verdadero o a) o en un intervalo de temperaturas (coeficiente de dilatación térmica medio o a). El coeficiente verdadero está relacionado con la pendiente de la tangente del gráfico de longitud frente a la temperatura, mientras que el coeficiente medio se rige por la pendiente de la cuerda entre dos puntos de la curva. Los valores del CTE pueden variar según la definición utilizada. Cuando a es constante a lo largo del intervalo de temperaturas, entonces a= a-bar. Los programas de análisis por elementos finitos (FEA) como NASTRAN (MSC Software) requieren que se introduzca a, no a-bar.

Coeficiente de dilatación térmica del silicio

Los sistemas y flujos de trabajo presentados aquí se describen originalmente en la publicación Effect of chemical structure on thermo-mechanical properties of epoxy polymers: Comparación de simulaciones ReaxFF aceleradas y experimentos, Polymer 159, 354-368 (2018).

Para el cálculo del coeficiente de expansión térmica determinamos el cambio de volumen causado por el aumento de la temperatura. Los puntos de datos se muestrearán dentro del rango de temperatura de 300-340K. Antes del muestreo real, se encontró que una secuencia corta de recocido simulado produce resultados menos ruidosos. Sin embargo, si los intervalos de muestreo se eligen lo suficientemente largos, el recocido simulado también puede omitirse.

Coeficiente de dilatación térmica lineal

En este capítulo se presentan tablas con los datos publicados sobre la temperatura presión-volumen de los homopolímeros amorfos. Se enumeran las densidades medidas por encima de la temperatura de transición vítrea (Tg) y, en el caso de los polímeros semicristalinos, por encima de la temperatura de fusión, las densidades de los polímeros amorfos por debajo de la Tg. Las compilaciones de las densidades y los coeficientes de dilatación térmica se tabulan a una atmósfera en intervalos de 20 ºC. Los valores de la literatura para el parámetro sin unidad (C), y dos parámetros empíricos (b0) y (b1) para la ecuación de Tait se recogen en las tablas para polímeros amorfos por encima de Tg y por debajo de Tg. El capítulo recoge los datos de los coeficientes de presión térmica en función de la temperatura. También se resumen los datos de las compresibilidades isotérmicas a presión atmosférica.

Coeficiente de dilatación térmica del oro

El comportamiento de la expansión térmica de los polímeros se analiza en relación con las estructuras químicas. Los polímeros que tienen enlaces flexibles y enlaces doblados para dar una variedad de conformación muestran valores más grandes de coeficiente de expansión térmica (TEC) que los polímeros en forma de varilla compuestos de segmento rígido y enlace extendido. Estos últimos muestran propiedades anisotrópicas de forma más considerable que los formadores. Los polímeros altamente extendidos y orientados presentan una expansión térmica negativa (contracción térmica) a lo largo de los ejes de la cadena y una expansión térmica positiva lateral a los ejes de la cadena. Este comportamiento se atribuye a la fluctuación térmica de una cadena molecular que se mueve perpendicularmente al eje de la cadena. En cuanto a los polímeros de red tridimensionales, cuando aumenta la densidad de reticulación de los termoestables curados, su TEC disminuye en estado gomoso pero aumenta en estado vítreo. Esto puede interpretarse como que los puntos de reticulación restringen el movimiento micro-browniano de las cadenas en el estado gomoso, y provocan un aumento del volumen libre en el estado vítreo. La disminución del TEC de los polímeros se debe a la supresión de la relajación a baja temperatura.

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