Analisis Termico Polimeros

Análisis Térmico
Quizás no exista ningún campo del análisis de polímeros que se haya extendido tan rápidamente en los últimos años como es el análisis térmico. Desde la introducción de instrumentos modernos en 1962(Du Pont, Pekin-Elmer), se ha incrementado de una forma espectacular la popularidad de una amplia variedad de técnicas de análisis térmico, y la venta de estos instrumentos se haestimado que, por lo general, experimenta un incremento anual de un 30%. Además de la calorimetría tradicional y del análisis térmico diferencial, el campo incluye actualmente equipos para el análisis termogravimétrico, análisis termomecánico, análisis termoeléctrico, y análisis de gases efluentes.
El análisis térmico es importante para la obtención de las propiedades térmicas de los materiales, esútil para estudiar los cambios de entalpia, asociados con el calentamiento, enfriamiento, templado, cristalización, o diferentes tratamientos térmicos en los polímeros, así como también estudiar una amplia gama de respuestas que sufren los sistemas como consecuencia de la temperatura, los cuales incluyen la polimerización, degradación u otros cambios químicos. [1]

Calorimetría diferencial deregistro (DSC)
En épocas anteriores se utilizaban calorímetros adiabáticos de alto coste para medidas de calores específicos y entalpias de transición, actualmente se efectúan estas medidas con muestras muy pequeñas en un calorímetro diferencial de registro (DSC). Aunque el DSC es menos preciso que un calorímetro adiabático (1-2% frente a 0,1%), su precisión es adecuada para la mayoría de susaplicaciones, y sus ventajas de rapidez de operación y bajo coste hacen del mismo el instrumento de elección obligada para la mayoría de los trabajos recientes de calorimetría. [1]
Los equipos de DSC disponibles actualmente miden el flujo de calor manteniendo un equilibrio térmico entre la muestra y la referencia; esto se hace alterando la corriente que pasa a través de los calentadores de ambascámaras, por ejemplo una muestra y una muestra de referencia se calientan a una velocidad determinada hasta que la muestra empieza a consumir o emitir calor. Si se trata de un proceso endotérmico, la temperatura de la muestra será menor que la de referencia. Los circuitos están programados para proporcionar temperaturas constantes para el compartimiento de la muestra y de la referencia. Se suministrapor tanto una corriente adicional al compartimiento de la muestra para elevar la temperatura de la muestra hasta la de la referencia. Se registra la temperatura necesaria para mantener la temperatura constante entre la muestra y la referencia. El área bajo la curva resultante es una medida directa del calor de transición. [2]

Figura 1: Curvas del calor especifico en función de la temperaturacreciente para el poli(tereftalato de etilenglicol) enfriado bruscamente (amorfo).

Figura 2: Termograma típico de DSC para un copolimero de bloque de acetato de vinilo y acido acrílico

Análisis térmico diferencial (DTA)
En el análisis térmico diferencial (DTA), la muestra y una sustancia de referencia inerte, que no experimenta transiciones térmicas en el rango de temperatura de interés, secalientan a la misma velocidad. La diferencia de temperatura entre la muestra y la sustancia de referencia, se mide y se registra en función de la temperatura de la muestra. La diferencia de temperatura es finita solo cuando el calor ha sido absorbido o desprendido a causa de una actividad exotérmica o endotérmica en la muestra, o cuando la capacidad calorífica de la muestra cambiabruscamente. Como quiera que la diferencia de temperatura sea directamente proporcional a la capacidad calorífica, las curvas registradas se parecen a curvas de calor específico, pero se invierten a causa de que, por convenio, el desprendimiento de calor se registra como un pico ascendente y la absorción de calor como un pico descendente. [1]
Se pueden detectar fenómenos tales como:
1. Transición...