Ejemplos de polímeros semicristalinos
Una característica definitoria que separa los diferentes polímeros termoplásticos es si se consideran amorfos o semicristalinos. Los termoplásticos más populares utilizados en la industria del embalaje, como el HDPE y el polipropileno, se clasifican como semicristalinos, mientras que otros, como el poliestireno y el ABS, se consideran amorfos. La principal diferencia entre estas clases de termoplásticos es la disposición de las cadenas moleculares y cómo éstas, a su vez, afectan al comportamiento del polímero bajo el calor. Siga leyendo para saber más sobre las diferencias entre las dos clasificaciones de termoplásticos:
Recibir la clasificación de polímero semicristalino significa que el material presenta cadenas moleculares organizadas y fuertemente empaquetadas. Las zonas de cristalinidad se denominan esferulitas y pueden variar en forma y tamaño, existiendo zonas amorfas entre las zonas cristalinas. Como resultado, esta estructura molecular altamente organizada da lugar a un punto de fusión definido. Estos polímeros son anisotrópicos en el flujo, por lo que presentan una mayor contracción transversal al flujo que con el flujo, lo que a veces puede dar lugar a cierta inestabilidad dimensional.
Amorfo frente a cristalino
La cristalización de los polímeros es un proceso asociado a la alineación parcial de sus cadenas moleculares. Estas cadenas se pliegan y forman regiones ordenadas denominadas laminillas, que componen estructuras esferoidales más grandes denominadas esferulitas[1][2] Los polímeros pueden cristalizar al enfriarse tras la fusión, el estiramiento mecánico o la evaporación del disolvente. La cristalización afecta a las propiedades ópticas, mecánicas, térmicas y químicas del polímero. El grado de cristalinidad se estima mediante diferentes métodos analíticos y suele oscilar entre el 10 y el 80%, y los polímeros cristalizados suelen denominarse “semicristalinos”. Las propiedades de los polímeros semicristalinos están determinadas no sólo por el grado de cristalinidad, sino también por el tamaño y la orientación de las cadenas moleculares.
Los polímeros se componen de largas cadenas moleculares que forman espirales irregulares y enredadas en la masa fundida. Algunos polímeros conservan esa estructura desordenada al congelarse y se convierten fácilmente en sólidos amorfos. En otros polímeros, las cadenas se reorganizan tras la congelación y forman regiones parcialmente ordenadas con un tamaño típico del orden de 1 micrómetro[3] Aunque sería energéticamente favorable que las cadenas del polímero se alinearan en paralelo, dicha alineación se ve obstaculizada por el enredo. Por lo tanto, dentro de las regiones ordenadas, las cadenas de polímeros están alineadas y plegadas a la vez. Por lo tanto, estas regiones no son ni cristalinas ni amorfas y se clasifican como semicristalinas. Ejemplos de polímeros semicristalinos son el polietileno lineal (PE), el tereftalato de polietileno (PET), el politetrafluoroetileno (PTFE) o el polipropileno isotáctico (PP)[4].
Termoplástico amorfo o cristalino
Los materiales semicristalinos tienen una estructura molecular muy ordenada con puntos de fusión muy marcados. No se ablandan gradualmente con el aumento de la temperatura, sino que los materiales semicristalinos permanecen sólidos hasta que se absorbe una cantidad determinada de calor y luego se transforman rápidamente en un líquido de baja viscosidad.
Estos materiales son anistrópicos en el flujo, encogiéndose menos en la dirección del flujo frente a la transversal. Tienen una excelente resistencia química. Los semicristalinos presentan una mejora sustancial de sus HDT cuando se refuerzan y conservan niveles útiles de resistencia y rigidez mucho más allá de su temperatura de transición vítrea (Tg).
Propiedades en función de la temperatura de los compuestos semicristalinos con un 40% de fibra de vidrioNótese que todos los polímeros semicristalinos comienzan con propiedades bastante altas que disminuyen gradualmente. A medida que se acercan a la Tg, la pendiente de la reducción aumenta. Luego, a diferencia de los polímeros amorfos, la tasa de pérdida se estabiliza y siguen siendo útiles hasta que se acercan a su punto de fusión.
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Temperatura de transición vítrea
Amorfo vs. Cristalino – ¿cuáles son las diferencias? Los plásticos amorfos y semicristalinos son ambos polímeros de alta temperatura. La diferencia entre ambos radica en su estructura molecular. Antes de decidir cuál utilizar, debe conocer las características de cada uno, ya que eso determinará su proceso de moldeo por inyección. Echemos un vistazo.Termoplásticos amorfosEstos incluyen principalmente plásticos translúcidos: Estos polímeros tienen una estructura molecular ordenada aleatoriamente que carece de un punto de fusión definido. El resultado es que los materiales amorfos se ablandan gradualmente a medida que aumenta la temperatura.
Los prosEsto hace que sean fáciles de termoformar. Al ser materiales isótropos en flujo, poseen una mayor estabilidad dimensional que los plásticos semicristalinos y son menos propensos a deformarse. Los termoplásticos amorfos también ofrecen una mayor resistencia al impacto y se utilizan mejor para aplicaciones estructurales.
Estos materiales se adhieren bien con adhesivos. También suelen ofrecer una excelente resistencia al agua caliente y al vapor, una buena resistencia química y una buena rigidez y resistencia. El PSU y el PEI son ejemplos especialmente buenos de termoplásticos amorfos que ofrecen estas cualidades.