RELACIÓN ESTRUCTURA-POLIMEROS

RELACIÓN ESTRUCTURA-POLIMEROS

1. El grado de polimerización (DP, por sus siglas en inglés) es una medida de la longitud de las cadenas poliméricas, ya que es el número promedio de unidades monoméricas por molécula de polímero y es, por tanto, directamente proporcional al peso molecular promedio en número, . La longitud de las moléculas poliméricas tiene influencia notable en algunas de las propiedades de los polímeros, principalmente en las mecánicas

2. Las fuerzas intermoleculares juegan un papel muy importante en propiedades de polímeros como la Tf, la temperatura de transición vítrea (Tg), la cristalinidad, y las propiedades mecánicas, como se explicará más adelante.

3. En los polímeros con tendencia a la CRISTALINIDAD, sus cadenas o parte de ellas pueden agruparse de manera ordenada dando origen a regiones cristalinas, mientras que las secciones desordenadas forman regiones amorfas. Los polímeros que presentan ambos tipos de regiones, es decir que son parcialmente cristalinos, se denominan semicristalinos. Por otra parte, aquéllos cuyas moléculas están en total desorden se les denominan amorfos. Dentro de los primeros se encuentran las poliamidas, los poliésteres y los polietilenos, mientras que en los segundos están el hule natural, las resinas fenólicas y los copolímeros de estireno como el acrilonitrilo-butadieno- estireno

   • Flexibilidad de la cadena y fuerzas intermoleculares.- Polímeros muy flexibles con fuerzas intermoleculares débiles no cristalizarán, como es el caso del polisiloxano, el cual es altamente flexible por la presencia de átomos de oxígeno en la cadena principal en cada unidad repetitiva. Sin embargo, si las fuerzas intermoleculares son altas, se favorece la cristalinidad, como en el caso del poliacetal.
   • Estereorregularidad.- Si un H de cada unidad repetitiva del PE es sustituido por otro átomo o grupos de átomos, su regularidad puede perderse dependiendo de la colocación de estos grupos en la cadena. El orden relativo de dichos grupos a lo largo de la cadena se denomina tacticidad. Un ejemplo interesante de los diferentes tipos de tacticidad se presenta en el polipropileno (PP) donde un H del PE es sustituido por un grupo metilo en cada unidad monomérica.
   • Ramificaciones y grupos voluminosos.- Cuando existen obstáculos para el plegamiento dentro de la estructura de las cadenas será más difícil que los polímeros cristalicen, lo cual puede ocurrir por la presencia de grupos voluminosos o de ramificaciones. En el primer caso se cuentan los polímeros como el PS o PMMA, donde grupos fenilo y metil metacrilato, respectivamente, sustituyen un H de cada unidad repetitiva del PE. Sin embargo, si el grupo sustituyente no es grande, como en el caso del F en el politetrafluoroetileno (PTFE, Teflón®), no hay interferencia para cristalizar.

4. RELACIÓN ESTRUCTURA-TEMPERATURA DE TRANSCISÓN VITREA: La temperatura de transición vítrea o Tg es un intervalo corto de temperaturas en el cual los materiales plásticos, al enfriarse, pasan de ser flexibles a rígidos. Esta transición está relacionada con la movilidad de segmentos de cadenas y con la disponibilidad de un cierto volumen (volumen libre) para que dicho segmento se mueva. a Tg se observa sólo en las regiones amorfas. Las cadenas que se encuentran dentro de un cristal no pueden ejecutar este movimiento debido a la fuerte interacción que hay entre ellas y a la falta de un volumen libre.

   • La rigidez en la cadena.- Inhibe movimientos de segmentos de la misma y, por el contrario, su flexibilidad los favorece
   • Fuerzas intermoleculares.- La intensidad de las fuerzas intermoleculares entre los grupos laterales de las cadenas influirá en la facilidad de movimiento segmental, y por tanto, en su Tg. Polímeros como el PE y el PP presentan una baja Tg
   • Separación entre las cadenas.- Mientras mayor sea la distancia entre cadenas, su Tg será más baja. Esto se atribuye al aumento del volumen libre entre las cadenas.
   • Grupos voluminosos sustituyentes.- Los grupos voluminosos originarán una mayor dificultad para el movimiento a las cadenas en las que están unidos o impedirán el movimiento de moléculas vecinas, ocasionando que su Tg se eleve
   • Entrecruzamiento.- Al aumentar el grado de entrecruzamiento, aumenta el número de puntos de enlace entre las cadenas y disminuyen los segmentos que pueden moverse.