Ciencia de Materiales: Maduración, Tratamientos Térmicos y Estructura Polimérica

Proceso de Maduración y Envejecimiento (Ageing)

Mecanismo de Descomposición de Soluciones Sólidas Sobresaturadas

Tras el temple, la solución sólida sobresaturada se descompone formando fases precipitadas según la siguiente secuencia:

• En primer lugar, los átomos de soluto tienden a agruparse formando precipitados metaestables conocidos como zonas de Guinier-Preston (GP-I).
• Las zonas GP-I actúan como lugares de nucleación heterogénea para la formación de precipitados más estables termodinámicamente. Esto produce la resolubilización de estas fases metaestables, generándose la formación de zonas GP-II, que inducen la máxima deformación y, por tanto, el máximo endurecimiento.
• Si el sistema sigue evolucionando, las zonas GP-II se enriquecen en átomos de soluto, produciendo un primer precipitado semicoherente con la matriz y, posteriormente, un precipitado totalmente incoherente que se separa de la matriz, formando una segunda fase.

Designación de Tratamientos Térmicos

F

En estado bruto, sin tratamiento especial de enfriamiento.

T4

Envejecimiento natural.

T6

Envejecimiento artificial.

T7

Sobreenvejecimiento.

T8

Deformación en frío y envejecimiento artificial.

Clasificación y Estructura de Polímeros

Clasificación de Polímeros según su Comportamiento Térmico

Termoplásticos

Fluyen al calentarlos y vuelven al estado sólido al enfriarlos. Poseen una estructura con pocos o ningún entrecruzamiento. Son reciclables.

Termoestables

No fluyen, sino que se descomponen al calentarlos. Poseen una estructura con muchos entrecruzamientos. No son reciclables.

Clasificación de Polímeros según sus Aplicaciones

Elastómeros

Bajo módulo elástico y alta extensibilidad.

Plásticos

Ante un esfuerzo, se deforman irreversiblemente.

Fibras

Alto módulo elástico y baja extensibilidad.

Recubrimientos

Se adhieren a la superficie de otros materiales.

Adhesivos

Alta adhesión y alta cohesión.

Estructura Molecular de Polímeros

Polímeros Lineales

Las unidades monoméricas están unidas de principio a fin en una cadena flexible. Existen enlaces de Van der Waals entre las distintas cadenas.

Polímeros Ramificados

Las cadenas laterales están conectadas a la cadena principal. Las ramificaciones se producen por reacciones laterales durante la síntesis.

El empaquetamiento entre cadenas será inferior al de los polímeros lineales.

Polímeros Entrecruzados

Cadenas adyacentes están unidas por enlaces covalentes. Este proceso se produce durante o después de la síntesis.

Polímeros Tridimensionales (Redes)

Poseen tres grupos funcionales en la unidad monomérica.