Reologia y orientacion de polimeros

Reología
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Relación entre esfuerzo y deformación en un sólido. Para unas condiciones dadas de presión y temperatura, el material responde a la aplicación de un esfuerzo primero con una deformación elástica (reversible, cuyo trabajo se acumula en forma de energía potencial) que es directamente proporcional al esfuerzo; luego con una deformación plástica (irreversible, que se disipa en formade calor), que crece más deprisa que el esfuerzo; y por último, con una deformación rígida (rotura), que a diferencia de las anteriores, rompe la continuidad original del material.
Se denomina reología, palabra introducida por Eugen Bingham en 1929, al estudio de la deformación y el fluir de la materia. La Real Academia Española define reología como: estudio de los principios físicos que regulanel movimiento de los fluidos.
Una definición más moderna expresa que la reología es la parte de la física que estudia la relación entre el esfuerzo y la deformación en los materiales que son capaces de fluir. La reología es una parte de la mecánica de medios continuos. Una de las metas más importantes en reología es encontrar ecuaciones constitutivas para modelar el comportamiento de losmateriales. Dichas ecuaciones son en general de carácter tensorial.
Las propiedades mecánicas estudiadas por la reología se pueden medir mediante reómetros, aparatos que permiten someter al material a diferentes tipos de deformaciones controladas y medir los esfuerzos o viceversa. Algunas de las propiedades reológicas más importantes son:
• Viscosidad aparente (relación entre esfuerzo de corte yvelocidad de corte)
• Coeficientes de esfuerzos normales
• Viscosidad compleja (respuesta ante esfuerzos de corte oscilatorio)
• Módulo de almacenamiento y módulo de perdidas (comportamiento viscoelástico lineal)
• Funciones complejas de viscoelasticidad no lineal
Los estudios teóricos en reología en ocasiones emplean modelos microscópicos para explicar el comportamiento de unmaterial. Por ejemplo en el estudio de polímeros, éstos se pueden representar como cadenas de esferas conectadas mediante enlaces rígidos o elásticos.

Orientación y cristalización

Si una goma de estructura regular es deformada plásticamente, los segmentos de cadenas se alinearán y se induce una cristalización por orientación. Esta cristalización por deformación, la hace más rígida. Noobstante, cuando se quita la carga el polímero no tiene su estado de mínima energía, por ello, dicha estructura cristalina es metaestable y desaparece al cesar la acción externa.
Por el contrario, si un polímero, tal como el nailon 6.6 se deforma plásticamente uniaxialmente, se le induce una cristalización adicional en la dirección de la deformación plástica. Como resultado, los filamentos o fibras decristales orientados son mucho más fuertes que el producto no orientado. Esta es la base de los procesos de obtención de fibras sintéticas industriales.
Los efectos de la orientación biaxial son también de importancia en la fabricación de películas y láminas. Así, el PET (Melinex) estirado biaxialmente, Cloruro Polivinilideno (Seran) y las películas del PP son fuertes y de alta transparencia, yaque las estructuras de cristalización orientadas no interfieren con las longitudes de onda de la luz visible. Gran parte del éxito de la botella del PET ha sido debido al control de la orientación biaxial que ocurre durante su fabricación, lo que además de baja permeabilidad a los gases, lo hace más resistente.
Factores determinantes de la cristalinidad.
|FAVORECEN|DISMINUYEN |
|Regularidad (PE, PP isotáctico) |Ramificaciones |
|Simetría |Sustituyentes voluminosos |
|Rigidez |Flexibilidad |
|Fuerzas intermoleculares |plastificantes |

Orientación en polímeros...