Propiedades Clave de Polímeros y Vidrios: Cristalinidad, Transición Vítrea y Aditivos
Clasificado en Tecnología
Escrito el en 
español con un tamaño de 4,24 KB
Propiedades y Estructura de los Polímeros
Estructura Molecular y Cristalinidad
Los polímeros suelen presentar una estructura molecular con regiones cristalinas y amorfas. El grado de cristalinidad puede variar desde materiales completamente amorfos hasta un 95% de cristalinidad.
Los polímeros con mayor grado de cristalinidad son más densos que sus contrapartes amorfas. Esta estructura ordenada incrementa el contacto íntimo entre las cadenas poliméricas, fortaleciendo los enlaces secundarios y, por consiguiente, mejorando su resistencia mecánica.
Impacto de una mayor cristalinidad:
- Mayor densidad.
- Mayor resistencia a la tracción.
- Mayor resistencia a los disolventes.
- Mayor resistencia al ablandamiento por calentamiento.
- Mayor fragilidad.
Temperatura de Transición Vítrea (Tg)
La temperatura de transición vítrea (Tg) es una propiedad fundamental de los polímeros amorfos. Este valor indica la temperatura a la cual las cadenas de la región amorfa del polímero adquieren una movilidad significativa.
- Por encima de la Tg, el material se comporta de manera dúctil y flexible.
- Por debajo de la Tg, el material se vuelve rígido y se comporta de manera frágil.
El Vidrio como Material Cerámico
Definición y Propiedades
El vidrio es un material cerámico amorfo, formado principalmente por Óxido de Silicio (SiO2). Se produce mediante el enfriamiento rápido de un líquido fundido, lo que impide la formación de una estructura cristalina ordenada, resultando en un estado sólido rígido y no cristalino.
Temperatura de Transición Vítrea en Vidrios
A diferencia de los materiales cristalinos, en los vidrios no se observa una temperatura de fusión definida. En su lugar, experimentan una transición vítrea. A altas temperaturas, el vidrio se encuentra en estado líquido. Al disminuir la temperatura, su viscosidad aumenta progresivamente hasta que deja de fluir, adoptando su característica forma rígida y frágil sin un cambio de estado abrupto.
Vidrio de Borosilicato
El vidrio de borosilicato es conocido por sus propiedades excepcionales:
- Baja expansión térmica: Aproximadamente un tercio de la del vidrio común (soda-cálcico), lo que le confiere una excelente resistencia al choque térmico.
- Buena resistencia química: Es muy resistente a la corrosión por ácidos y otras sustancias químicas.
- Elevada resistencia dieléctrica: Lo convierte en un excelente aislante eléctrico.
Debido a su elevada temperatura de ablandamiento, su procesamiento es más complejo en comparación con los vidrios sodo-cálcicos o los vidrios al plomo.
Aditivos para Polímeros
Los aditivos son sustancias que se incorporan a los polímeros para modificar y mejorar sus propiedades mecánicas, químicas y físicas. Los más comunes son:
- Rellenos: Aumentan la resistencia a la tracción, la compresión y la tenacidad del material.
- Plastificantes: Incrementan la ductilidad y la flexibilidad del polímero.
- Estabilizantes: Protegen el material contra la degradación causada por la radiación ultravioleta (UV) y la oxidación.
- Colorantes: Aportan color mediante tintes y pigmentos.
- Ignífugos: Retardan la combustión y la propagación de la llama.
Proceso de Vulcanización
La vulcanización es un proceso químico fundamental que se aplica principalmente al caucho y a algunas siliconas.
Consiste en el entrecruzamiento de las cadenas poliméricas, generalmente mediante una reacción con azufre (S). Este proceso transforma el material, que pasa de ser plástico y pegajoso a ser elástico y resistente, aumentando significativamente su rigidez y durabilidad.