Tema 1. Polímeros

8/18/2019 Tema 1. Polímeros

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CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES

1: POLÍMEROS

1. INTRODUCCIÓN.

Los polímeros perteneen ! l! r!m! "e l! #$ím%! or&'n%!( es "e%r( l!)$ím%! "e los omp$estos "el !r*ono me"%!nte enl!es o+!lentes,

De est! m!ner! tenemos en -$n%.n "el n/ "e !r*onos:

1!r*ono

met!no

0!r*ono

set!no

!r*ono

sprop!no

4!r*ono

s*$t!no

L!s mol2$l!s "e los polímeros son &%&!ntes!s omp!r!"!s on l!smol2$l!s "e los 3%"ro!r*$ros 3!st! !3or! "%s$t%"os, A !$s! "e s$t!m!o se "enom%n!n m!romol2$l!s, Dentro "e !"! mol2$l!( los'tomos est'n $n%"os me"%!nte enl!es %nter!t.m%os o+!lentes, En l!m!5orí! "e los polímeros( est!s mol2$l!s -orm!n !"en!s l!r&!s 5e7%*les( $5o es#$eleto es $n! 3%ler! "e 'tomos "e !r*ono, A men$"o!"! 'tomo "e !r*ono !"5!ente 8$no ! !"! l!"o9 se represent!es#$em't%!mente en "os "%mens%ones omo s%&$e:

M!r%s! Solo "e Z!l"í+!r C!lero


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Est!s l!r&!s !"en!s est'n omp$est!s "e ent%"!"es estr$t$r!les"enom%n!"!s $n%"!"es monom2r%!s o $n%"!"es "e mon.mero #$e serep%ten s$es%+!mente ! lo l!r&o "e l! !"en!, L! p!rtí$l! ;mero; proe"e

"e l! p!l!*r! &r%e&! meros( #$e s%&n%%&$r! 09, L!s !"en!s on enl!essen%llos son !p!es "e rot!r 5 $r+!rse en tres "%mens%ones, Al ons%"er!rl! !"en! "e 'tomos "e l! >%&$r! 1 se !pre%! #$e el terer 'tomo p$e"eenontr!se en $!l#$%er p$nto "el ír$lo 5 s$ enl!e -orm! $n 'n&$lo "e!pro7%m!"!mente 1?@ on el enl!e "e los otros "os 'tomos, L! olo!%.n"e s$es%+os 'tomos en l! !"en! or%&%n! se&mentos "e !"en!s ret!s(omo %n"%! l! >%&$r! 0, Por otro l!"o( l!s !"en!s t!m*%2n p$e"en $r+!rse5 retorerse $!n"o los 'tomos s%t$!"os en otr!s pos%%ones "e l! !"en!

rot!n, De este mo"o( $n! s%mple !"en! mole$l!r omp$est! "e m$3os'tomos p$e"e !"#$%r%r $n! -orm! p!re%"! ! l! represent!"!


>0? $n%"!"es monom2r%!sB


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19, En l! >%&$r! 4 se represent! l! mol2$l! pol%m2r%! s%mpl%


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T!*l! 1, Estr$t$r!s "e l! $n%"!" monom2r%! "e !l&$nos "e los polímeros m'som$nes $nto on s$s !pl%!%ones,

n polímero se "enom%n! homopolímero s% to"!s l!s $n%"!"esmonom2r%!s "e l! !"en! son "el m%smo t%po, No e7%sten restr%%ones enl! síntes%s "e polímeros #$e %mp%"!n l! -orm!%.n "e otros omp$estos #$e

no se!n 3omopolímeros 5( "e 3e3o( se p$e"en "%se!r !"en!s "e "os om's $n%"!"es monom2r%!s( "enom%n!"!s opolímero!,

Cons%"2rese $n opolímero omp$esto por "os $n%"!"es monom2r%!s(represent!"!s por $n ír$lo !=$l 5 por $n ír$lo !m!r%llo en l! >%&$r! K("epen"%en"o "el proeso "e pol%mer%=!%.n 5 "e l!s -r!%ones "e l!s$n%"!"es monom2r%!s( es pos%*le o*tener "%-erentes t%pos "e se$en%!sen l!s !"en!s "e polímeros, S% l!s "os $n%"!"es monom2r%!s est'n"%str%*$%"!s !le!tor%!mente ! lo l!r&o "e l! !"en!( omo represent! l!>%&$r! K!( se "enom%n!n opolímeros !l !=!r,


ALEATORIO O AL AZAR

ALTERNADOS

EN LO)E

DE INERTOS


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>%&$r! K, Represent!%oneses#$em't%!s "e opolímeros: 8!9 !l!=!r( 8*9 !ltern!"os( 89 en *lo#$e 5 "e

8"9 "e %nerto, L!s "os $n%"!"esmonom2r%!s "%-erentes se "es%&n!n porír$los !=$les 5 !m!r%llos,

En los opolímeros !ltern!"os(omo %n"%! s$ nom*re( l!s "os$n%"!"es monom2r%!s se +!n

!ltern!n"o en l!s pos%%ones "e l! !"en!( omo m$estr! l! >%&$r! K*, Enlos opolímeros en *lo#$e l!s $n%"!"es monom2r%!s %"2nt%!s se $nen en$n &r$po ! lo l!r&o "e l! !"en! 8>%&$r! K9, >%n!lmente( en los opolímeros"e %nerto( l! !"en! pr%n%p!l est' -orm!"! por $n solo t%po "e $n%"!"

monom2r%! 5 to"!s l!s !"en! l!ter!les est'n onst%t$%"!s por el otro t%po"e $n%"!" monom2r%! 8>%&$r! K"9,

En l!s síntes%s "e !$3os se s$elen $t%l%=!r opolímeros, L!s $n%"!"esmonom2r%!s emple!"!s en !l&$no "e estos !$3os se %n"%!n en l! T!*l!0, El !$3o "e *$t!"%eno est%reno 8SR9 es $n opolímero !l !=!r $s!"op!r! -!*r%!r ne$m't%os p!r! o3es, El !$3o !l n%tr%lo 8NR9 es otroopolímero !l !=!r( omp$esto "e !r%lon%tr%lo 5 *$t!"%eno es !lt!menteel'st%o 5 res%stente !l 3%n3!m%ento -rente ! los "%sol+entes or&'n%os: se$s! p!r! -!*r%!r m!n&$er!s p!r! on"$%r &!sol%n!,



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T!*l! 0, n%"!"es monom2r%!s $t%l%=!"!s omo opolímeros "el !$3o,

3.2. SEGÚN LA ESTEREOISOMER"A O TACTICIDAD#$%!po!%%&' ( or%e')*%&' e!p*%*l $e lo! +)omo!,

En los polímeros #$e t%enen m's "e $n 'tomo o &r$po "e 'tomosenl!=!"os ! l! !"en! pr%n%p!l( l! re&$l!r%"!" 5 s%metrí! "e l! "%spos%%.n"e este &r$po reper$te s%&n%


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"on"e R represent! $n 'tomo o &r$po "e 'tomos "%-erentes "el3%"r.&eno 8p, e,( Cl( CF9( $n! pos%*le "%spos%%.n es l! olo!%.n "e R en!r*onos !lternos:

Est! on


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>%&$r! K, Con


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3.3. ESTRUCTURA MOLECULAR DE LAS CADENAS.

L!s $n%"!"es monom2r%!s !l enl!=!rse se$en%!lmente -orm!n"o l!s

m!romol2$l!s "!n l$&!r ! estr$t$r!s "%-erentes por l! "%+ers%"!" "e-orm!s "e $n%.n #$e p$e"en re!l%=!rse entre l!s m%sm!s "$r!nte l! re!%.n"e pol%mer%=!%.n 5 por l! "%-erente estr$t$r! #$e present!n, Así( poreemplo( se -orm!n estr$t$r!s "e !"en!s l%ne!les 5 "e !"en!sr!m%


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3.3.2. -OL"MEROS ENTRECRUZADOS.

En los polímeros entrer$=!"os( l!s !"en!s pr%n%p!les l%ne!les!"5!entes se $nen tr!ns+ers!lmente en +!r%!s pos%%ones "%ret!mente ome"%!nte otr!s !"en!s se$n"!r%!s -orm!n"o enl!es o+!lentes 8$n%ones#$ím%!s( es "e%r -$ertes9( omo se represent! en l! %&$r! @, Estr$t$r! entre$=!"!

El entrer$=!m%ento se re!l%=! "$r!nte l! síntes%s o por re!%ones#$ím%!s %rre+ers%*les #$e norm!lmente o$rren ! ele+!"! temper!t$r!,M$3os "e los m!ter%!les el'st%os "e !$3o est'n entrer$=!"os,

Como se m$estr! en l! %&$r! 1?, Represent!%.n "e polímeros !mor-os, 8*9, Polímero entrer$=!"o89,Polímero ret%$l!r on "ens%"!" "e enl!es r$=!"os *!!, 8"9, Polímeroret%$l!r on "ens%"!" "e enl!es r$=!"os !lt!,

S% el polímero se proes! "e t!l -orm! #$e se pro"$e $n! estr$t$r!l%&er!mente entrer$=!"! 8"ens%"!" "e enl!es r$=!"os *!!9 on l!r&!s



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lon&%t$"es "e !"en! en l! $n%.n tr!ns+ers!l( entones perm!nee lo*!st!nte *l!n"o ! !lt! temper!t$r! omo p!r! perm%t%r el mo+%m%ento "e l!s!"en!s( est!n"o en est!"o &omoso, El !so m's típ%o lo onst%t$5e l!

&om! n!t$r!l o pol%%sopreno,

L! $n%.n p$e"e ser "%ret! 8>%&, 1?!9 s% se -orm! "%ret!mente entre l!sm%sm!s !"en!s o p$e"e ser ! tr!+2s "e $n! terer! mol2$l!( $!n"o se3!e on $n %nerto 8>%& 1?*9

DIRECTO 8!9 INERTO 8*9

>%&$r! 11, Entrer$=!m%ento "%reto o por me"%o "e %nertos,

El mon.mero %sopreno t%ene "os "o*les enl!es "e los #$e n%!mente&!st! $no en s$ pol%mer%=!%.n 3!st! l! estr$t$r! l%ne!l, El pol%%soprenoserí! entones $n termopl'st%o l%ne!l %ns!t$r!"o 8!$n posee "o*les enl!es

#$e pos%*%l%t!n $n! $n%.n -$erte entre !"en!s9, L! $n%.n entre s$sm!romol2$l!s se re!l%=! por !"%%.n "e !=$-re en el proeso "enom%n!"o"e +$l!n%=!%.n,

Los p$entes -orm!"os por !"en!s ort!s "e 'tomos "e !=$-re $nen$n! !"en! "e pol%%sopreno on otr!( 3!st! #$e to"!s l!s !"en!s #$e"!n$n%"!s en $n! s$pr!mole$l! &%&!nte, Estos entrer$=!m%entos m!nt%enen$n%"!s ! l!s mol2$l!s pol%m2r%!s, De*%"o ! ello( $!n"o el !$3o se!l%ent!( no p$e"en "esl%=!rse $n! en%m! "e l! otr!( n% s%#$%er! $n!!lre"e"or "e l! otr!, Por es! r!=.n el !$3o no -$n"e, t!m*%2n "e*%"o !

#$e to"!s l!s mol2$l!s est'n $n%"!s 5 no p$e"en sep!r!rse $n!s "e otr!s(el !$3o +$l!n%=!"o no se +$el+e #$e*r!"%=o $!n"o se en-rí!,

C$!n"o l! !nt%"!" "e !=$-re !!"%"! es *!!( solo se -orm!n $nospoos enl!es -$ertes %ntermole$l!res 5 el res$lt!"o es $n ELASTÓMERO,

3.3.3. -OL"MEROS RETICULARES O RETICULADOS.

L!s $n%"!"es monom2r%!s tr%-$n%on!les( #$e t%enen tres enl!eso+!lentes !t%+os( -orm!n re"es tr%"%mens%on!les( en l$&!r "e l!s !"en!sl%ne!les &ener!"!s por l!s $n%"!"es monom2r%!s *%-$n%on!les, Se -orm!n!sí los polímeros ret%$l!"os 8>%&, 119 #$e se !r!ter%=!n por l! presen%!"e -$ertes enl!es o+!lentes 8$n%.n #$ím%!9 %ntermole$l!res #$eonst%t$5en $n! &%&!ntes! estr$t$r! ret%$l!"!, En ellos( t!m*%2n t%ene



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Es "e "est!!r #$e !$n on ompos%%ones #$ím%!s %"2nt%!s( lospolímeros "e "%-erentes estr$t$r!s o on


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mol2$l!s se en-rí!n( ! l! temper!t$r! ! l! #$e !*rí! esper!r #$e el est!"or%st!l%no -$ese m's est!*le #$e el !mor-o( l! +%sos%"!" "e l!s mol2$l!s es"em!s%!"o ele+!"!( 5o s$ &eometrí! "em!s%!"o omple! p!r! !"#$%r%r $n!

on-orm!%.n r%st!l%n!, De mo"o #$e( en estos !sos( en el est!"o s.l%"opers%ste l! on-orm!%.n "esor"en!"! típ%! "e los lí#$%"os, Es el !so "elpolímero !mor-o * represent!"o en l!


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El t2rm%no temper!t$r! "e -$s%.n se "e*e emple!r s.lo p!r! lospolímeros r%st!l%nos o sem%r%st!l%nos, En el !so "e los polímeros !mor-os(! temper!t$r!s por en%m! "e l! T& l!s !"en!s !"#$%eren m!5or

mo+%l%"!"( lle&!n"o ! 3!erse $%"!s( s% *%en re!lmente no 3!5 -$s%.n( por lo#$e se 3!*l! "e %nter+!lo "e re*l!n"e%m%ento 5 estr%t!mente 3!*l!n"o nose p$e"e "e%r #$e el polímero se en$entr! -$n"%"o, Los polímerosr%st!l%nos p$e"en present!r t!m*%2n temper!t$r! "e tr!ns%%.n +ítre! p$esl! r%st!l%=!%.n s.lo o$rre 3!st! $n! %ert! e7tens%.n 5 s%empre 3!*r're&%ones !mor-!s en $n polímero s.l%"o 8>%&$r! 19,

>%&$r! 1, J!r%!%.n "el +ol$men espeí


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o tot!lmente !mor-!s 8en est!"o lí#$%"o9, L!s mol2$l!s pol%m2r%!s( omoonse$en%! "e s$ t!m!o 5 "e s$ omple%"!"( s$elen ser p!r%!lmenter%st!l%n!s 8o sem%r%st!l%n!s9 on re&%ones r%st!l%n!s "%spers!s "entro "e $n

m!ter%!l !mor-o, En l! re&%.n !mor-! !p!reen !"en!s "esor"en!"!s o"es!l%ne!"!s( on"%%.n m$5 omn "e*%"o ! l!s tors%ones( pl%e&$es 5"o*lees "e l!s !"en!s #$e %mp%"en l! or"en!%.n "e !"! se&mento "e!"! !"en!, Otros e-etos estr$t$r!les reper$ten en l! e7tens%.n "e l!r%st!l%n%"!"( omo se "%s$te se&$%"!mente,

El &r!"o "e r%st!l%n%"!" "e los m!ter%!les pol%m2r%os p$e"e +!r%!r"es"e omplet!mente !mor-o ! !s% enter!mente r%st!l%no 83!st! @KU9,L!s m$estr!s met'l%!s !s% s%empre son tot!lmente r%st!l%n!s( m%entr!s#$e l!s er'm%!s son o tot!lmente r%st!l%n!s o tot!lmente !mor-!s, L!

"ens%"!" "e $n polímero r%st!l%no es m!5or #$e l! "e $n polímero !mor-o"el m%smo m!ter%!l 5 peso mole$l!r( 5! #$e l!s !"en!s "e l! estr$t$r!r%st!l%n! est'n m's emp!#$et!"!s, El &r!"o "e r%st!l%n%"!" m's%o se"eterm%n! ! p!rt%r "e me"%"!s "e "ens%"!" se&n

"on"e Vs es l! "ens%"!" "e l! m$estr! p!r! l! $!l se preten"e"eterm%n!r el porent!e "e r%st!l%n%"!" V! l! "ens%"!" "el polímerotot!lmente !mor-o V l! "ens%"!" "el polímero tot!lmente r%st!l%no, Los

+!lores "e V! 5 V se "e*en o*tener por otros me"%os e7per%ment!les,

El &r!"o "e r%st!l%n%"!" "e $n polímero "epen"e "e l! +elo%"!" "een-r%!m%ento "$r!nte l! sol%"%


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m%entr!s #$e los entrer$=!"os t%enen +!r%os &r!"os "e r%st!l%n%"!", En$!nto ! los estereo%s.meros( los polímeros !t't%os son "%-í%les "er%st!l%=!r( m%entr!s #$e los polímeros %sot't%os 5 s%n"%ot't%os r%st!l%=!n

m's -'%lmente "e*%"o ! #$e l! re&$l!r%"!" "e l!s pos%%ones "e los &r$posl!ter!les ontr%*$5e !l proeso "e or"en!%.n "e l!s !"en!s ont%&$!s,C$!nto m!5or es el t!m!o "e los &r$pos s$st%t$5entes( menor es l!ten"en%! ! l! r%st!l%=!%.n,

Por re&l! &ener!l( los opolímeros on $n%"!"es monom2r%!s m's%rre&$l!res 5 l%*remente "%sp$est!s t%enen m!5or ten"en%! !l est!"o!mor-o, Los opolímeros !lternos 5 en *lo#$e s%empre present!nr%st!l%=!%.n, Los opolímeros !l !=!r 5 on %nertos norm!lmente son!mor-os,

El &r!"o "e r%st!l%n%"!" "el m!ter%!l pol%m2r%o reper$te en s$sprop%e"!"es -ís%!s, Los polímeros r%st!l%nos son m's res%stentes ! l!"%sol$%.n 5 !l !*l!n"!m%ento t2rm%o, Al&$n!s "e est!s prop%e"!"es se+er'n m's !"el!nte,

3./.2. CRISTALES -OLIM5RICOS

A ont%n$!%.n se e7pon"r'n *re+emente !l&$nos "e los mo"elosprop$estos p!r! "esr%*%r l! "%spos%%.n esp!%!l "e l!s !"en!s mole$l!resen los r%st!les pol%m2r%os,

no "e los pr%meros mo"elos( !ept!"o "$r!nte m$3os !os( -$e el "el! m%el! "e eos 8>%&$r! 1K9, Se s$&%r%. #$e $n polímero sem%r%st!l%noonst! "e re&%ones r%st!l%n!s pe#$e!s 8r%st!l%t!s o m%el!s9 on !"en!s"e polímeros !l%ne!"!s( "entro "e $n! m!tr%= !mor-! omp$est! "emol2$l!s or%ent!"!s !l !=!r, De este mo"o $n! !"en! mole$l!r s%mple"e*e p!s!r ! tr!+2s "e r%st!l%t!s 5 "e re&%ones !mor-!s,

>%&$r! 1K, Mo"elo "e m%el! on eos "e $n polímero sem%r%st!l%no(mostr!n"o l!s re&%ones r%st!l%n! 5 !mor-!,



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M's re%entemente( l!s %n+est%&!%ones se 3!n entr!"o en elre%m%ento "e los monor%st!les pol%m2r%os ! p!rt%r "e "%sol$%ones"%l$%"!s, Estos r%st!les se -orm!n re&$l!rmente omo pl!!s "el&!"!s 8o

l!m%n%ll!s9 "e !pro7%m!"!mente 1? . 0? nm "e espesor 5 "el or"en "e 1?Wm "e lon&%t$", >re$entemente est!s l!m%n%ll!s -orm!n $n! estr$t$r! "em$lt%!p!( omo m$estr! l! m%ro&r!-í! eletr.n%! "e $n monor%st!l "epol%et%leno( >%&$r! 16, Se teor%=! #$e !"! l!m%n%ll! est' -orm!"! por!"en!s #$e se pl%e&!n $n! 5 otr! +e= so*re sí m%sm!s los "o*lees "e l!s!"en!s se en$entr!n en l!s !r!s "e l!s l!m%n%ll!s, Este mo"elo("enom%n!"o mo"elo "e !"en! ple&!"! se %l$str! en l! >%&$r! 1, C!"!l!m%n%ll! onten"r' +!r%!s mol2$l!s pero l! lon&%t$" me"%! "e l!s !"en!sser' m$5 s$per%or !l espesor "e l! l!m%n%ll!,

>%&$r! 16, M%ro&r!-í! eletr.n%! "e $n monor%st!l "e pol%et%leno,

>%&$r! 1, Estr$t$r! "e !"en!s ple&!"!s p!r! $n! r%st!l%t! pol%m2r%!l!m%n!r,

L! m!5orí! "e los polímeros en *r$to #$e r%st!l%=!n ! p!rt%r "e $nlí#$%"o -orm!n es-er$l%t!s, Como s$ nom*re %n"%!( !"! es-er$l%t! ree en

-orm! "e es-er!, L!s es-er$l%t!s ons%sten en $n !&re&!"o "e r%st!l%t!s "e!"en! ple&!"! "e !pro7%m!"!mente 1? nm "e espesor #$e p!rten "el



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entro, L! estr$t$r! "et!ll!"! "e l! es-er$l%t! se es#$em!t%=! en l! >%&$r!1H( "on"e se !pre%! #$e los r%st!les l!m%n!res est'n sep!r!"os porm!ter%!l !mor-o, L!s mol2$l!s "e $n%.n onet!n l!s l!m%n%ll!s ont%&$!s !

tr!+2s "e re&%ones !mor-!s,

>%&$r! 1H, Represent!%.n es#$em't%! "el "et!lle "e l! estr$t$r! "e $n!es-er$l%t!,

A me"%"! #$e l! r%st!l%=!%.n "e l!s es-er$l%t!s se omplet!( lose7tremos "e l!s es-er!s !"5!entes se to!n -orm!n"o lím%tes m's o menospl!nos( omo %n"%! l! >%&$r! 1@( #$e orrespon"e ! $n! m%ro&r!-í! "elpol%et%leno $t%l%=!n"o l$= pol!r%=!"!, Dentro "e !"! es-er$l%t! !p!ree $n!!r!teríst%! r$= "e m!lt!,



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>%&$r! 1@ Es-er$l%t!s o*ten%"!s en l! r%st!l%=!%.n ! @? C "e $n -$n"%"o "ePF 8pol%3%"ro7%*$t%r!to9, Entre "os es-er$l%t!s !"5!entes se -orm!n lím%tes "e&r!no l%ne!les 5 "entro "e !"! es-er$l%t! !p!ree $n! r$= "e m!lt!,

L!s es-er$l%t!s "e los polímeros e#$%+!len ! los &r!nos "e los met!lespol%r%st!l%nos 5 "e l!s er'm%!s, S%n em*!r&o( !"! es-er$l%t! est' -orm!"!por "%-erentes r%st!les l!m%n!res 5 por !l&n m!ter%!l !mor-o, Pol%et%leno(pol%prop%leno( lor$ro "e pol%+%n%lo( pol%tetr!$oroet%leno 5 n%l.n t%enenestr$t$r! es-er$lít%! !l r%st!l%=!r ! p!rt%r "e $n lí#$%"o,



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3./.3. RELACIÓN ENTRE CRISTALINIDAD

COM-ORTAMIENTO DURANTE EL -ROCESADO#TERMO-L6STICOS,

D$r!nte el proes!"o los polímeros se omport!n "e -orm! *!st!nte"%-erente "epen"%en"o "e s% t%enen !p!%"!" p!r! r%st!l%=!r o no,I&$!lmente( !l&$n!s prop%e"!"es "el pro"$to


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T!*l! , Temper!t$r! "e tr!ns%%.n +ítre! 5 "e -$s%.n "e polímeros "e $so-re$ente,

AMOR>OS

No 3!5mo+%m%ento entre

l!s !"en!s( elm!ter%!l es !p!="e m!ntener s$

-orm!

T (!o :

T

8L!s !"en!s p$e"enmo+erse !l !pl%!rles

$n! -$er=! 5 elm!ter%!l $5e9

:T o'orm*$o

:

T

m

TEMPERATR

A

CRISTALINOS

El m!ter%!l se+$el+e -r'&%l 5#$e*r!%=o 8no

p$e"e $s!rse9:

El m!ter%!l ons%steen l! me=l! "e

r%st!les on =on!s!mor-!s +%sos!s(m!nt%ene s$ -orm!

&eom2tr%! 5 es "t%l

: T (!o :

Los r%st!les"es!p!reen 5el m!ter%!lp$e"e $%r

:T

o'orm*$

o

T!*l! 4, Temper!t$r!s "e $so 5 "e on-orm!"o "e los polímeros !mor-os 5r%st!l%nos,



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P!r! s!*er #$2 polímero "e*o ele&%r p!r! $n! p%e=! "eterm%n!"!( "e*otener en $ent! l! t!*l! !nter%or:

Eemplo 1: S$pon&! #$e $ste" es el &erente "e $n! -'*r%! "e en+!ses"e pl'st%o, n "í! se !er! $n! empres! #$e se "e"%! ! pro"$%r le3e 5le sol%%t! #$e le "%see $n en+!se pl'st%o p!r! +en"er le3e p!ste$r%=!"!,Por ons%"er!%ones eon.m%!s s$pon&! #$e el proeso "e p!ste$r%=!%.n"e l! le3e se re!l%=! $!n"o 2st! se en$entr! 5! en+!s!"!, El l%ente leoment! #$e s$ proeso "e p!ste$r%=!%.n ons%ste en someter ! l! le3e 85por t!nto !l en+!se9 ! $n! temper!t$r! "e @?/ C 5 l$e&o en-r%!r 3!st!temper!t$r! !m*%ente, P!r! otros l%entes $ste" 3! $t%l%=!"o $n! res%n!pl'st%! omplet!mente !mor-! 5 on l!s s%&$%entes prop%e"!"es:

Temper!t$r! "e -$s%.n entre 06? 5 06K /C( 5 temper!t$r! "e tr!ns%%.n

+ítre! entre H 5 H? /C, Con est! %n-orm!%.n( Xes reomen"!*le -!*r%!r losen+!ses p!r! l! le3e on este m!ter%!lY

Lo pr%mero #$e tenemos #$e +er es $'l +! ! ser l! temper!t$r! "e $so"el en+!se: "e*e soport!r el proeso "e p!ste$r%=!%.n #$e +! "es"e los@?/C 3!st! los 0K/C "e l! temper!t$r! !m*%ente pero "e*o tener en $ent!#$e l! le3e se onser+! ! K/C en $n -r%&orí


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8PJC9( sem%r%st!l%noPol%prop%leno(

!mor-o0? 1K

Pol%2ster 8PET9(sem%r%st!l%no 06K

Tenemos #$e omp!r!r l! temper!t$r! "e $so "e l! p%e=! on l!stemper!t$r!s "e $so "e !"! pl'st%o,

0K/C[T$so[K?/C

M!ter%!l T& 8/C9 Tm8/C9

Pol%et%leno "e*!! "ens%"!"(

sem%r%st!l%no

11? [T$so[

11K

Pol%et%leno "e!lt! "ens%"!"(sem%r%st!l%no

@? [T$so[

1

Clor$ro "epol%+%n%lo 8PJC9(sem%r%st!l%no

1?K[T$so

[ 010

Pol%prop%leno(!mor-o

[T$so[ 0? 1K

Pol%2ster 8PET9(sem%r%st!l%no

[T$so[

06K

3././. FACTORES ;UE FAERZAS INTERMOLECLARES PLASTI>ICANTES TIEMPO DE EN>RIAMIENTO ELEJADO TIEMPO DE EN>RIAMIENTO AO

/. FACTORES ;UE INFLUEN EN LAS TEM-ERATURASDE FUSIÓN DE TRANSICIÓN


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omp!r!mos los 10K C p!r! el pol%et%leno 5 los 1K? C p!r! elpol%!r*on!to,

Los -!tores #$e "eterm%n!n l! temper!t$r! "e tr!ns%%.n +ítre! son los#$e !-et!n ! l! pos%*%l%"!" "e rot!%.n "e los se&mentos mole$l!res en losenl!es s%mples "e l!s m!romol2$l!s "e los polímeros, Al&$nos !-et!n !l! mo+%l%"!" "e "%3os se&mentos "%ret!mente 5 otros mo"%


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>%&$r! 0?, J!r%!%.n "e T& en -$n%.n "el t!m!o "e l! !"en! l!ter!l,

L! e7%*%l%"!" "e los polímeros !mor-os "%sm%n$5e "r'st%!mente$!n"o l! temper!t$r! est' por "e*!o "e l! temper!t$r! "e tr!ns%%.n+ítre!, Los pl'st%os !mor-os 8"$ros9 "!n meor res$lt!"o por "e*!o "e l!temper!t$r! T&,( pero los el!st.meros "e*en $t%l%=!rse por en%m! "e s$p$nto "e -r!&%l%"!"( o T&,

/.2. FUERZAS INTERMOLECULARES.

C$!l#$%er !speto #$e 3!&! !$ment!r l! m!&n%t$" "e los enl!es%ntermole$l!res( "e*%"os ! l!s >$er=!s "e J!n "er Q!!ls( %nrement! l!

temper!t$r! "e tr!ns%%.n +ítre! T&,( !l !$ment!r l!s -$er=!s "e !tr!%.nentre l!s mol2$l!s,

L!s estr$t$r!s tr%"%mens%on!les on -$ertes enl!es %ntermole$l!resten"r'n temper!t$r!s "e tr!ns%%.n +ítre! s%empre m$5 !lt!s( ! "e%r+er"!"( ! n%n&$n! temper!t$r! m$estr!n l! mo+%l%"!" !r!teríst%! "elest!"o +%soel'st%o 8por eso "e%mos #$e no -$n"en9,

A"em's( el entrer$=!m%ento o ret%$l!%.n entre !"en!s t!m*%2n"%sm%n$5e l! mo+%l%"!" mole$l!r 5 !$ment! l! T&,


F(er8*! T @ T


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/.3. COM-ACIDAD. GRADO DE RAMIFICACIÓN.

Al !$ment!r l! omp!%"!" "el polímero "%sm%n$5e el +ol$men %nternono o$p!"o 5 los mo+%m%entos %ntermole$l!res son m's "%-í%les, Poreemplo( l!s estr$t$r!s l%ne!les r!m%


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.1. EL -ESO MOLECULAR

El peso mole$l!r es l! s$m! "e l!s m!s!s !t.m%!s "e los 'tomos #$e

omponen l! mol2$l!( e7pres!"o en &molM$3!s "e l!s prop%e"!"es "e los polímeros( omo por eemplo l!

res%sten%! me'n%!( l! el!st%%"!" "e los !$3os( l! temper!t$r! "etr!ns%%.n +ítre! "e pl'st%os !mor-os o l! temper!t$r! "e -$s%.n "e


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Los t2rm%nos %( '% 5 M% t%enen %&$!l s%&n%


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E, C!l$l!r l! r%st!l%n%"!" #$e present! $n PJC omer%!l "e "ens%"!"1(440 &mol( s!*%en"o #$e l! "ens%"!" "el PJC !mor-o es "e 1(410 &m 5l! "el PJC r%st!l%no es "e 1(4 &m,

Ur%st!l%n%"!"B_81,481,4101,4409981,44081,4101,49`1??B4

/H r%!)*l%'%$*$

.3. CONDUCTI


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tr!nsp!ren%! m$5 *$en! 5 $n! tr!nsm%t!n%! ! l! l$= #$e p$e"e sers$per%or !l @?U,

Termopl'st%os !mor-os omo el PC( PMMA 5 PJC present!ntr!nsp!ren%! #$e no "%


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Al !lent!r l! m$estr! "es"e el est!"o 89 3!st! 1??ºC se pro"$e l!r%st!l%=!%.n "el m!ter%!l( p$esto #$e est' ! $n! temper!t$r! s$per%or ! s$

Tg en onse$en%!( el m!ter%!l se +$el+e tr!nsl%"o 8"e*%"o ! l!presen%! "e "os -!ses( $n! !mor-! 5 otr! r%st!l%n!9, C$!n"o se +$el+e !en-r%!r "es"e 8C9 3!st! 8D9 el m!ter%!l res$lt!nte es $n PET sem%r%st!l%no 5(por t!nto( tr!nsl%"o( 5 !"em's rí&%"o( p$esto #$e el m!ter%!l onst! "e$n! -!se r%st!l%n! 5 otr! !mor-! en est!"o +ítreo 8por "e*!o "e Tg9,

.K. RESISTENCIA ;U"MICA #SOLU>ILIDAD,

L! res%sten%! #$ím%! "e los polímeros t!m*%2n est' -$ertemente

%n$en%!"! por el &r!"o "e r%st!l%n%"!", En los polímeros r%st!l%nos los"%sol+entes p$e"en !t!!r l%&er!mente l! s$per


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K. CARACTER"STICAS MEC6NICAS TERMOMEC6NICAS

K.1. Compor)*m%e')o e!(er8o4$eorm*%&'

L!s prop%e"!"es me'n%!s "e los polímeros se espe%


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re$per!*les( "e*%"o ! #$e est!s "e-orm!%ones son onse$en%! "el"esl%=!m%ento "e $n!s mol2$l!s respeto "e otr!s, L!s mol2$l!s #$e se3!n "espl!=!"o no p$e"en +ol+er ! s$ pos%%.n or%&%n!l( por lo #$e l!

"e-orm!%.n es %rre+ers%*le, En este !so el m!ter%!l 5! no se omport!omo $n $erpo el'st%o s% no omo $n s.l%"o pl'st%o,

Los m!ter%!les pol%m2r%os present!n tres t%pos "%st%ntos "eomport!m%ento es-$er=o "e-orm!%.n 8>%&$r! 009, L! $r+! A orrespon"e!l omport!m%ento es-$er=o "e-orm!%.n "e $n polímero -r'&%l( 5! #$e serompe $!n"o se "e-orm! el'st%!mente,

El omport!m%ento "el m!ter%!l represent!"o por l! $r+! es p!re%"o!l "e los met!les: "esp$2s "e l! "e-orm!%.n el'st%! %n%%!l el m!ter%!l $5e


Otro p!r'metro #$e se p$e"e "eterm%n!r! p!rt%r "el ens!5o pre+%!mente "esr%to esl! )e'*%$*$, Est! m!&n%t$" se !l$l! !p!rt%r "el 're! *!o l! $r+! es-$er=o"e-orm!%.n 5 "! $ent! "e l! ener&í! #$e$n! m$estr! p$e"e !*sor*er !ntes "e #$ese romp!, C$!n"o m!5or !nt%"!" "eener&í! p$e"! !*sor*er $n m!ter%!le7per%ment!n"o &r!n"es "e-orm!%ones(

El tr!mo C( espr't%!mente 3or%=ont!l(omo onse$en%! "e #$eel m!ter%!l se 3!e "t%l 5$5e ! poo #$e +!ríe eles-$er=o !pl%!"o,

Desp$2s "el p$nto C( p$e"eo$rr%r #$e p!r! se&$%r"e-orm!n"o el m!ter%!l 3!5!#$e !pl%!r $n es-$er=o !l&om!5or( "e*%"o ! #$e el m!ter%!lp$e"e 3!*er s$-r%"o $n l%&erore-or=!m%ento,

El p$nto


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5 l$e&o se "e-orm! pl'st%!mente, >%n!lmente( el omport!m%ento "esr%topor l! $r+! C es tot!lmente el'st%o, L! el!st%%"!" "e l! &om! 8&r!n"es"e-orm!%ones re$per!*les pro"$%"!s por pe#$eos es-$er=os9 es prop%!

"e los polímeros "enom%n!"os el!st.meros,

>%&$r! 00, Comport!m%ento es-$er=o "e-orm!%.n "e los polímeros: -r'&%l8$r+! A9( pl'st%o 8$r+! 9 5 on ele+!"! el!st%%"!" 8$r+! C9,

>%&$r! 0, D%!&r!m!s es-$er=o "e-orm!%.n !r!teríst%os "e los polímeros,



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El m."$lo "e el!st%%"!"( l! res%sten%! ! l! tr!%.n 5 l! "$t%l%"!" 8enporent!e "e !l!r&!m%ento9 "e los polímeros se "eterm%n!n omo en losmet!les, En l! T!*l! 6 se "!n los +!lores "e est!s prop%e"!"es me'n%!s

orrespon"%entes ! +!r%os m!ter%!les pol%m2r%os, Los polímeros son( enm$3os !spetos( me'n%!mente "%st%ntos "e los met!les, Por eemplo( elm."$lo el'st%o "e los polímeros "e !lt! el!st%%"!" es "el or"en "e MP! 5el "e los "e *!! el!st%%"!" "e 471? MP!( m%entr!s #$e en los met!les los+!lores "el m."$lo el'st%o son m!5ores 5 el %nter+!lo "e +!r%!%.n esmenor: +! "e 4H71? ! 41?71? MP!( m%entr!s #$e l! "e !l&$n!s !le!%onesmet'l%!s es 41?? MP!, L! elon&!%.n pl'st%! "e los met!les r!r!mente ess$per%or !l 1??U( m%entr!s #$e !l&$nos polímeros "e !lt! el!st%%"!"p$e"en e7per%ment!r elon&!%ones "el 1???U,

T!*l! 6, C!r!teríst%!s me'n%!s ! temper!t$r! !m*%ente "e los polímerosm's om$nes,

L!s !r!teríst%!s me'n%!s "e los polímeros son m$3o m's sens%*les! l!s +!r%!%ones "e temper!t$r!( en on"%%ones !m*%ent!les( #$e l!s "elos met!les, Al o*ser+!r el omport!m%ento es-$er=o"e-orm!%.n "el

pol%8met!r%l!to "e met%lo9 8Ple7%&l's9 ! temper!t$r!s ompren"%"!s entre 45 6? C se !pre%! 8>%&$r! 049 #$e el %nremento "e temper!t$r! pro"$e819 "%sm%n$%.n "el m."$lo el'st%o( 809 "%sm%n$%.n "e l! res%sten%! ! l!tr!%.n 5 89 !$mento "e l! "$t%l%"!": el polímero es tot!lmente -r'&%l ! 4C m%entr!s #$e ! K? 5 6? C e7per%ment! $n! ons%"er!*le "e-orm!%.npl'st%!,



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>%&$r! 04, In$en%! "e l! temper!t$r! en l!s !r!teríst%!s es-$er=o"e-orm!%.n "el pol%met!r%l!to "e met%lo,

L! %n$en%! "e l! +elo%"!" "e "e-orm!%.n p$e"e t!m*%2n ser%mport!nte en el omport!m%ento me'n%o, ]ener!lmente l! "%sm%n$%.n"e l! +elo%"!" "e "e-orm!%.n t%ene el m%smo e-eto #$e el !$mento "e l!temper!t$r! en el omport!m%ento es-$er=o"e-orm!%.n( es "e%r( el

m!ter%!l se omport! omo m's *l!n"o 5 m's "t%l,

K.2. RESISTENCIA AL IM-ACTO

En !l&$n!s !pl%!%ones "e los m!ter%!les pol%m2r%os es "e &r!n %nter2sonoer el &r!"o "e res%sten%! !l %mp!to "e pro*et!s ent!ll!"!s, Estos+!lores se o*t%enen me"%!nte ens!5os I=o" o C3!rp5, Como los met!les( lospolímeros present!n rot$r! "t%l o -r'&%l $!n"o se someten !l %mp!to "e$n! !r&!( "epen"%en"o "e l! temper!t$r!( "el t!m!o "e l! pro*et!( "e l!

+elo%"!" "e "e-orm!%.n 5 "el mo"o "e

!pl%!r l! !r&!( omo se "%s$t%.en l! se%.n !nter%or, T!nto los polímeros r%st!l%nos omo los !mor-os son-r'&%les ! *!! temper!t$r! 5 t%enen rel!t%+!mente po! res%sten%! !l%mp!to, S%n em*!r&o( estos m!ter%!les e7per%ment!n tr!ns%%.n "t%l-r'&%len $n estre3o %nter+!lo "e temper!t$r!s 8>%&$r! 049, Des"e l$e&o( l!res%sten%! !l %mp!to "eree &r!"$!lmente ! !lt!s temper!t$r!s( $!n"oel polímero emp%e=! ! re*l!n"eerse, Or"%n!r%!mente( l!s "os!r!teríst%!s rel!%on!"!s on el %mp!to m's sol%%t!"!s son l! ele+!"!res%sten%! !l %mp!to ! temper!t$r! !m*%ente 5 $n! temper!t$r! "etr!ns%%.n "t%l-r'&%l ! temper!t$r! %n-er%or ! l! !m*%ent!l,



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K.3. FATIGA

Los polímeros p$e"en e7per%ment!r -!llos por -!t%&! en on"%%ones "e

es-$er=os íl%os, Del m%smo mo"o #$e en los met!les( l! -!t%&! o$rre !es-$er=os rel!t%+!mente pe#$eos omp!r!"os on el lím%te el'st%o, Losens!5os "e -!t%&! "e los polímeros no "$r!n t!nto omo en los met!les s%nem*!r&o( l! represent!%.n &r'%&$r! 0K m$estr! los res$lt!"os "e losens!5os "e -!t%&! en el n%l.n 5 "el pol%8met!r%l!to "e met%lo9: es-$er=o-rente !l nmero "e %los ! l! rot$r! 8en es!l! lo&!rítm%!9, Al&$nospolímeros present!n lím%tes "e -!t%&! 8$n n%+el "e es-$er=o por "e*!o "el$!l el es-$er=o p!r! #$e se pro"$=! el -!llo se 3!e %n"epen"%ente "elnmero "e %los9,

Otros polímeros no p!ree #$e ten&!n t!l lím%te, Como er! "e esper!r(l! res%sten%! ! l! -!t%&! 5 el lím%te "e -!t%&! "e los polímeros es m$3omenor #$e el "e los met!les,

>%&$r! 0K, C$r+!s "e -!t%&! 8m!&n%t$" "el es-$er=o -rente !l nmero "e %los !

l! rot$r!9 p!r! el n5lon 6 5 el pol%8met!r%l!to "e met%lo9,

K./. RESISTENCIA A LA TORSIÓN DUREZA

Otr!s prop%e"!"es me'n%!s #$e ! +ees on"%%on!n l!s !pl%!%ones"e los polímeros son l! res%sten%! ! l! tors%.n 5 l! "$re=!, L! res%sten%! !l! tors%.n "e !l&$nos pl'st%os es "e &r!n %mport!n%!( so*re to"o l! "e l!sl'm%n!s o pelí$l!s $t%l%=!"!s p!r! em*!l!e,

L! res%sten%! ! l! tors%.n es l! ener&í! re#$er%"! p!r! torer $n!pro*et! "e $n! &eometrí! norm!l%=!"!, L! m!&n%t$" "e l! res%sten%! ! l!

tors%.n est' rel!%on!"! on l! res%sten%! ! l! tr!%.n,



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Como en los met!les( l! "$re=! "e $n polímero represent! l! res%sten%!"el m!ter%!l !l r!5!"o 5 ! l! penetr!%.n, L! m!5orí! "e los ens!5os "e"$re=! se re!l%=!n me"%!nte t2n%!s "e penetr!%.n s%m%l!res ! l!s

"esr%t!s p!r! los met!les,

H. ADITI


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En !so #$e el !"%t%+o $mpl! $n! !%.n ! n%+el s$permole$l!r( p$e"eser "ese!*le #$e 3!5! $n! tot!l %nomp!t%*%l%"!" e %nmo+%l%"!" "e l!smol2$l!s "e 2ste,

H.1. CARGAS o RELLENOS

L!s !r&!s se !"%%on!n ! los polímeros p!r! %nrement!r l!sres%sten%!s ! l! tr!%.n( ! l! ompres%.n 5 ! l! !*r!s%.n( l! ten!%"!"( l!

est!*%l%"!" "%mens%on!l 5 t2rm%! 5 otr!s prop%e"!"es, Como relleno se$t%l%=! serrín( síl%e( !ren!( +%"r%o( !r%ll!( t!lo( !l%=! e %nl$so polímeross%nt2t%os( to"os ellos


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presen%! t!m*%2n re"$e l! "$re=! 5 l! -r!&%l%"!", Los pl!st%RICANTESLos l$*r%!ntes se $t%l%=!n en polímeros on $n m!l omport!m%ento en

l! -$s%.n 5 ! l! -r%%.n 5! #$e se &ener! $n !$mento "e l! temper!t$r! #$ep$e"e lle&!r ! "e&r!"!r el polímero 5 otros present!n pro*lem!s "e"esl%=!m%ento so*re l!s s$per


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l! %nter!%.n #$ím%! entre 'tomos "e o7í&eno 5 mol2$l!s pol%m2r%!s, Los!"%t%+os #$e ontr!rrest!n este proeso "e "eter%oro se "enom%n!nest!*%l%=!ntes,

H.H. A>SOR>ENTES U<

No on-$n"%r on los est!*%l%=!"ores J 8t!m*%2n ono%"os omo


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on-orm!n ! temper!t$r!s s$per%ores ! l! "e tr!ns%%.n +ítre!( 5 l! pres%.n!pl%!"! se "e*e m!ntener ! me"%"! #$e l! p%e=! se en-rí! p!r! #$eonser+e l! -orm! m%entr!s perm!nee *l!n"! 5 en est!"o pl'st%o, n

s%&n%


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Antes "el mol"eo( l! m!ter%! pr%m! se p$e"e me=l!r 5 prens!r en -ríoen -orm! "e $n "%so "enom%n!"o pre-orm!, El pre!lent!m%ento "e l!pre-orm! re"$e el t%empo 5 l! pres%.n "el mol"eo( !l!r&! l! +%"! "e los

mol"es 5 pro"$e !!*!"os m's $n%-ormes en l!s p%e=!s, Est! t2n%! "emol"eo se $t%l%=! p!r! on-orm!r polímeros t!nto termopl'st%os omotermoest!*les s%n em*!r&o( el mol"eo "e termopl'st%os nees%t! m'st%empo 5 es m's !ro,

>%&$r! 0, Es#$em! "e $n !p!r!to "e mol"eo por ompres%.n,

n! +!r%!%.n "el mol"eo por ompres%.n es el mol"eo portr!ns-eren%!, Los omponentes s.l%"os se -$n"en en $n! 'm!r! "etr!ns-eren%! !lent!"!, Desp$2s el polímero -$n"%"o se %n5et! "entro "elmol"e 5( !l !pl%!r pres%.n( 2ste se "%str%*$5e $n%-ormemente so*re to"! l!s$per


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Or%&%n!lmente( l! "%spon%*%l%"!" "e pl!n3!s "e m!ter%!lestermopl'st%os "%o l$&!r ! l! %"e! "e onstr$%r mol"es 3em*r!( empl!=!rso*re ellos $n! pl!n3! "e estos m!ter%!les(


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sol%"%


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El mol"eo por sopl!"o p!r! l! on-orm!%.n "e re%p%entes "e pl'st%o es

s%m%l!r !l "e *otell!s "e +%"r%o( represent!"o en l! >%&$r! 1, Pr%mero see7tr$5e $n! pre-orm!( #$e es $n tro=o "e polímero en -orm! "e t$*o,M%entr!s !n est' en est!"o sem%-$n"%"o( l! pre-orm! se olo! "entro "el!s "os p%e=!s "el mol"e #$e t%ene l! -orm! "ese!"!, Se %err! el mol"e 5 se%n5et! !%re o +!por ! pres%.n "entro "e l! pre-orm! p!r! #$e l!s p!re"es "e2st! !"#$%er!n l! -orm! "el ontorno "el mol"e, L! temper!t$r! 5 l!s+%sos%"!" "e l! pre-orm! se "e*en ontrol!r $%"!"os!mente,

.. MOLDEO -OR INECCIÓN.

El mol"eo por %n5e%.n "e los polímeros( !n'lo&o !l mol"eo en o#$%ll!

"e los met!les( es $n! t2n%! m$5 $t%l%=!"! p!r! on-orm!r m!ter%!ltermopl'st%o, L! >%&$r! 0H m$estr! "e m!ner! es#$em't%! el proeso "e%n5e%.n, n! !nt%"!" !"e$!"! "e m!ter%!l &r!n$l!"o p!s! "es"e l!tol+! "e !l%ment!%.n !l %l%n"ro por el mo+%m%ento "el 2m*olo, Est! !r&!se !rr!str! 3!%! el %nter%or "e $n! 'm!r! "e !lent!m%ento en l! $!l elm!ter%!l termopl'st%o -$n"e "!n"o $n lí#$%"o +%soso, A ont%n$!%.n elpl'st%o -$n"%"o se %mp$ls! me"%!nte el mo+%m%ento "el 2m*olo ! tr!+2s "el! *o#$%ll! p!r! #$e entre en l! !+%"!" "el mol"e: se m!nt%ene l! pres%.n3!st! #$e l! m!s! 3! sol%"%


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>%&$r! 0H, Es#$em! "e $n proeso "e mol"eo por %n5e%.n,

n! +!r%!nte "e este t%po "e mol"eo es l! om*%n!%.n "e %n5e%.n 5sopl!"o,

>%&$r! 0@, Es#$em! "e $n proeso "e mol"eo por %n5e%.n 5 sopl!"o,

3ttp:$plo!",%b%me"%!,or&%b%pe"%!ommons44eIn5e%UCUnsopl!"o,&%-


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Tema 1. Polímeros

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