Fusión del polímero (Tf)
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Fusión del polímero (Tf)
El punto de fusión se determina como la temperatura a la que un polímero pasa del estado cristalino al estado de flujo viscoso. A diferencia de las sustancias de bajo peso molecular, en las que este proceso se desarrolla de manera similar al salto, en el caso de los polímeros, la fusión se observa en un rango de temperatura. Esto sucede debido a la polidispersidad de las cadenas de polímeros, su ramificación e imperfección de los cristalitos formados. Como los monocristales perfectos son difíciles de obtener del polímero, el punto de fusión del equilibrio se determina mediante métodos de extrapolación, por ejemplo, mediante la extrapolación de la dependencia del punto de fusión experimental del tamaño de los cristalitos o de la masa molecular del polímero.
Cristalización y comportamiento de fusión, Tm
En su forma sólida, un polímero puede exhibir diferentes morfologías, dependiendo de la estructura de la cadena del polímero, así como de las condiciones de procesamiento. El polímero puede existir en una estructura desordenada aleatoria denominada amorfa. Un ejemplo de un polímero amorfo es el poliestireno. Si la estructura del esqueleto del polímero es una estructura ordenada regular, entonces el polímero puede empaquetarse firmemente en una estructura cristalina ordenada, aunque el material generalmente será solo semicristalino. Ejemplos son polietileno y polipropileno. La composición y arquitectura exactas del esqueleto del polímero determinarán si el polímero es capaz de cristalizar. Esta microestructura puede ser controlada por diferentes métodos sintéticos. Como se mencionó anteriormente, los catalizadores Ziegler-Natta son capaces de controlar la microestructura para producir polímeros estereoespecíficos. Las estructuras isotácticas y sindiotácticas son capaces de cristalizar debido a su columna vertebral muy regular. La forma atáctica es amorfa.Estructura cristalina
La estructura cristalina de un polímero semicristalino sólido desaparece en el punto de fusión, Tm, cuando el material experimenta un cambio de fase de sólido a líquido. En el punto de fusión, propiedades físicas del material, como la densidad, el índice de refracción, la capacidad de calor y la transparencia, cambian bruscamente a medida que el material se convierte en un líquido viscoso. Los puntos de fusión se miden comúnmente usando calorimetría diferencial de barrido (DSC). Los puntos de fusión disminuyen dramáticamente con menor cristalinidad. Los polímeros generalmente se funden en un rango de temperatura estrecho en lugar de en un punto distinto. En una resina con una cristalinidad particular, variaciones en las longitudes de las cadenas producen láminas de diferentes grosores, que se funden a temperaturas ligeramente diferentes. El punto de fusión dado para un polímero es generalmente la temperatura en el punto más alto de el pico en un escaneo DSC.
Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC)
La calorimetría de barrido diferencial (DSC) es una técnica que se usa para caracterizar el punto de fusión y la Tg de un polímero cristalino, basado en la la técnica de medición de la transiciones endotérmicas y exotérmicas, como la determinación de temperaturas de transformación y entalpía de sólidos y líquidos en función de la temperatura. Lo hace mediante la medición del cambio de calor asociado con la desnaturalización térmica de la molécula del polímero cuando se calienta a un ritmo constante. más info
Normas: ISO 113587, ASTM E968, ASTM E793, ASTM D3895, ASTM D3417, ASTM D3418, DIN 51004, DIN 51007 y DIN 53765