2da tarea termo

TAREA 2 DE TERMODINÁMICA DE MATERIALES
IQ BEATRIZ ADRIANA PAVÓN CUELLAR
1. Con un ejemplo mencionar todo lo relacionado a los conceptos termodinámicos de Tg, Tc y Tf parámetros de temperatura.
Para poder relacionar correctamente los parámetros de temperatura como temperatura de transición vítrea (Tg), temperatura de cristalización (Tc) y temperatura de fusión (Tf), primero definiremos algunosconceptos relacionados con la estructura de los polímeros.
Dentro de la estructura física que describen a los polímeros se encuentra los conceptos de estado cristalino y estado amorfo, estos términos se utilizan normalmente para indicar las regiones ordenadas y desordenadas de los polímeros, respectivamente. La Figura 1 muestra un esquema de un sistema amorfo, uno semicristalino y otro cristalino.En estado sólido algunos polímeros son completamente amorfos, otros son semicristalinos y, dependiendo de las condiciones de cristalización, un polímero con capacidad de cristalizar puede ser amorfo o semicristalino. Con frecuencia se utiliza el término cristalino en lugar de semicristalino, aunque ningún polímero es completamente cristalino.

Los polímeros con capacidad de cristalizar son aquelloscuyas moléculas son química y geométricamente regulares en su estructura. Las irregularidades ocasionales, tales como las ramificaciones de la cadena, o la copolimerización de una pequeña cantidad de otro monómero limitan el alcance de la cristalización, pero no evitan que ocurra. Por el contrario, los polímeros no cristalinos típicos son aquellos en los que existe una clara irregularidad en laestructura: polímeros ramificados, polímeros atácticos y copolímeros con cantidades significativas de dos o más constituyentes monoméricos bastante diferentes.
Ahora bien, en el estado líquido o fundido las molécula del polímero se encuentran por lo general ovilladas y enmarañadas si no hay una fuerza externa que las obligue a orientarse en una dirección. Si la energía disponible es suficiente, lasmoléculas podrán moverse y los átomos de las cadenas podrán rotar alrededor de los ángulos de enlace, produciéndose cambios en la conformación.
En una situación de éste tipo, el volumen no ocupado (volumen libre) asociado con cada molécula es alto. En las moléculas reales, la capacidad de rotación de los enlaces de cadena está más o menos limitada por impedimentos estéricos.
En la Figura 2 serepresenta la variación del volumen específico de dos polímeros a y b con la temperatura. A temperaturas elevadas los polímeros termoplásticos se encuentran en un estado líquido o fundido en el que pueden pasar rápidamente de una conformación a otra. En ésta situación, el volumen libre asociado a las moléculas es grande y por lo tanto el volumen específico también lo será. Para que un segundosegmento de la cadena de polímero se mueva con respecto a otro se requiere energía térmica y en las condiciones descritas hay suficiente energía para que estos movimientos sean posibles. A medida que la temperatura desciende y hay menos energía disponible, el cambio de conformación es más lento, y el volumen específico disminuye gradualmente. De acuerdo con las leyes de la termodinámica, cuando sealcanza una temperatura determinada, todos los sistemas tienden a ordenar sus moléculas formando redes cristalinas sólidas. El polímero a de la Figura 2 es un material con capacidad de cristalizar y presenta una temperatura de cristalización (Tc), a la que se produce un cambio de fase desde el estado fundido amorfo al estado sólido cristalino, y una temperatura de fusión (Tf), muy próxima a latemperatura de cristalización, cuando la transición se realiza desde el estado sólido fundido.
Las moléculas de polímero que poseen una estructura muy compleja e irregular (ramificaciones, fuertes interacciones entre cadenas, etc.) presentan viscosidades muy elevadas en el estado líquido. Cuando estas moléculas se enfrían, a la temperatura a la que cabría esperar que el estado cristalino fuese más...