Polímeros amorfos
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].
Polímero cristalino
ResumenSe cultivaron isotérmicamente cristales individuales de cinco fracciones de bajo peso molecular y una de alto peso molecular de poli(óxido de etileno) a partir de la masa fundida sobreenfriada utilizando el procedimiento de autosembrado. El crecimiento se detuvo mediante el enfriamiento rápido de las muestras, lo que da lugar a excrecencias muy contrastadas que decoran todos los lugares de nucleación de los cristales, mientras que la masa fundida homogéneamente nucleada permanece ópticamente transparente. Este procedimiento de autodecoración delinea los bordes del cristal y perfila la rugosidad de la superficie de las láminas. El contraste de la decoración de la superficie permite distinguir entre las láminas constituidas por cadenas plegadas y las totalmente extendidas.Para las cinco fracciones de bajo peso molecular, el coeficiente de temperatura de la tasa de crecimiento,G, experimenta al menos una transición brusca que puede interpretarse por la variación escalonada del espesor de las láminas en crecimiento con la temperatura de cristalización,T
. Para cada fracción, la transición del crecimiento cristalino de la cadena extendida a la cadena plegada es extremadamente brusca y va acompañada de un cambio radical en el hábito cristalino y en la textura de la superficie de las laminillas.Las laminillas plegadas de la cadena se engrosan isotérmicamente durante su crecimiento, siempre que estén rodeadas de polímero fundido. Esta extensión isotérmica de las cadenas puede detectarse morfológicamente. Implica dos mecanismos moleculares diferentes: un proceso de nucleación caracterizado por el periodo de incubaciónτ y un proceso de crecimiento caracterizado por una tasaGΦ. Ambos parámetros dependen en gran medida deT
Polímero semicristalino
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].
Los polímeros que favorecen la cristalización son los menos propensos a tener cuál de las siguientes características
En nuestro episodio anterior, la Dra. Natalie Rudolph habló de cómo podemos utilizar las mediciones de DSC para determinar la ventana del proceso y comprender el comportamiento del material durante la fusión de polvos de polímero (PBF). Hoy nos centraremos en el comportamiento de la cristalización del polvo PA12 utilizando la Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC).
La Fusión de Lecho de Polvo (PBF), a menudo llamada Sinterización Láser Selectiva (SLS), es una de las tecnologías de Fabricación Aditiva más utilizadas para producir piezas estructurales de plástico. No requiere moldes ni estructuras de soporte. Además, puede producir geometrías complejas, estructuras internas y paredes finas con propiedades mecánicas comparables a las de las piezas moldeadas por inyección. Esto acorta el ciclo de desarrollo y lo convierte en una alternativa para muchas piezas e incluso conjuntos completos. En este artículo, explicamos el principio del proceso y los materiales utilizados en el proceso SLS.
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