Degradación y estabilidad de los polímeros
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Este artículo ha sido citado por otros artículos en PMC.ResumenLos polímeros son materiales avanzados ampliamente utilizados, que se encuentran casi en todos los materiales utilizados en nuestra vida diaria. Hasta la fecha, la importancia de los polímeros ha sido mucho más destacada debido a sus aplicaciones en diferentes dominios de las ciencias, las tecnologías y la industria, desde los usos básicos hasta los biopolímeros y los polímeros terapéuticos. El objetivo principal de este editorial es acentuar los impactos pragmáticos de los polímeros en la vida cotidiana del ser humano.Palabras clave: Macromolécula, Monómero, Polímero natural, Polímero sintético
Los polímeros, una palabra de la que se oye hablar mucho, son muy vitales y no se puede imaginar la vida sin ellos. Los polímeros, una gran clase de materiales, están formados por muchas moléculas pequeñas denominadas monómeros que se enlazan entre sí para formar largas cadenas y se utilizan en muchos productos y bienes que usamos en la vida diaria.1
Degradación del polímero
El conocimiento de las propiedades térmicas de los polímeros es esencial para desarrollar los mejores métodos de transformación de los materiales en productos útiles y para predecir su rendimiento durante su vida útil. También proporciona información esencial para la resolución de problemas cuando el material no tiene el rendimiento esperado, o cuando hay que cambiar algo en el producto o el proceso, como las materias primas. A continuación se enumeran algunos casos importantes en los que el análisis térmico responde a necesidades específicas:
Una de las herramientas de probada eficacia para abordar estas necesidades es la calorimetría diferencial de barrido (DSC). Esta herramienta presenta muchas técnicas potentes para estudiar las propiedades térmicas de los polímeros y proporciona información esencial a la industria de los polímeros y a los usuarios finales de los productos basados en polímeros. En este artículo se ofrece una visión general de la DSC. Se discutirán casos prácticos para demostrar muchas de las capacidades de este sensible instrumento analítico.
Un DSC de flujo térmico (es decir, que contiene un único bloque de calentamiento) está compuesto por una célula térmica con un sensor que registra la diferencia de temperatura entre el recipiente lleno de muestra y un recipiente de referencia similar que sólo contiene aire (es decir, “vacío”). Cuando la muestra desarrolla calor a través de algún proceso térmico, como una reacción de reticulación, el gráfico DSC muestra un aumento del flujo de calor. Esto es indicativo de un evento exotérmico porque la temperatura registrada por el sensor de la muestra es mayor que la detectada para la referencia. Si la muestra está sufriendo un evento térmico que hace que absorba más calor que la referencia (como la fusión), el gráfico DSC muestra una disminución del flujo de calor. Esto se denomina endoterma y, en estos casos, el sensor de temperatura mide una temperatura más baja para la muestra en comparación con la referencia.
Envejecimiento del polímero
El campo de los materiales está representado principalmente por la cerámica, los metales y los polímeros. Aunque se han producido notables mejoras en el ámbito de la cerámica y los metales, es el campo de los polímeros el que ha experimentado una explosión de progreso. Los polímeros han pasado de ser sustitutos baratos de los productos naturales a ofrecer opciones de alta calidad para una gran variedad de aplicaciones. En los próximos años cabe esperar que se produzcan más avances y progresos que sirvan de apoyo a la economía.
Los polímeros se derivan del petróleo, y su bajo coste tiene su origen en la abundancia de la materia prima, en el ingenio de los ingenieros químicos que idearon los procesos de fabricación y en las economías de escala que han surgido con el aumento del uso. Menos del 5% del barril de petróleo se utiliza para polímeros, por lo que es probable que el petróleo siga siendo la principal materia prima en un futuro indefinido. Los polímeros constituyen una parte de alto valor añadido de la base de clientes del petróleo y han dado lugar a una creciente competencia internacional en la fabricación de materiales básicos, así como de termoplásticos de ingeniería y polímeros especiales.
Resumen de los polímeros
El curado es un proceso químico empleado en la química de los polímeros y en la ingeniería de procesos que produce el endurecimiento de un material polimérico mediante la reticulación de las cadenas de polímeros. Aunque se asocia en gran medida a la producción de polímeros termoestables, el término “curado” puede utilizarse para todos los procesos en los que se obtiene un producto sólido a partir de una solución líquida, como harán los plastisoles de PVC[1].
Figura 1: Estructura de una cola epoxi curada. El endurecedor de triamina se muestra en rojo, la resina en negro. Los grupos epóxidos de la resina han reaccionado con el endurecedor. El material está muy reticulado y contiene muchos grupos OH, que le confieren propiedades adhesivas.
En la primera parte de la reacción se forman ramas de moléculas con diversas arquitecturas, y su peso molecular aumenta en el tiempo con la extensión de la reacción hasta que el tamaño de la red es igual al tamaño del sistema. El sistema ha perdido su solubilidad y su viscosidad tiende a infinito. Las moléculas restantes comienzan a coexistir con la red macroscópica hasta que reaccionan con la red creando otros enlaces cruzados. La densidad de reticulación aumenta hasta que el sistema llega al final de la reacción química[2].