Comportamiento Mec. Polimer

Las propiedades mecánicas de los materiales polímeros son una consecuencia directa de su composición así
como de la estructura molecular tanto a nivel molecular como supermolecular. Actualmente las propiedades
mecánicas de interés son las de los materiales polímeros y estas han de ser mejoradas mediante la
modificación de la composición o morfología para por ejemplo, cambiar la temperatura ala que los polímeros
se ablandan y recuperan el estado de sólido elástico o también el grado global del orden tridimensional.
Normalmente el incentivo de estudios sobre las propiedades mecánicas es generalmente debido a la necesidad
de correlacionar la respuesta de diferentes materiales bajo un rango de condiciones con objeto de predecir el
desempeño de estos polímeros en aplicacionesprácticas. Durante mucho tiempo los ensayos han sido
realizados para comprender el comportamiento mecánico de los materiales plásticos a través de la
deformación de la red de polímeros reticulados y cadenas moleculares enredadas, pero los esfuerzos para
describir la deformación de otros polímeros sólidos en términos de procesos operando a escala molecular son
mas recientes. Por lo tanto se consideraránlos diferentes tipos de respuesta mostrados por los polímeros
sólidos a diferentes niveles de tensión aplicados; elasticidad, viscoelasticidad, flujo plástico y fractura.
En elasticidad elástica, los esfuerzos son largos y son asumidos para ocurrir instantáneamente con la adición o
traslado de tensión. El mecanismo físico es de desenrollamiento de cadena que ocurre como consecuencia de
unarotación sobre los lazos de la cadena principal. La rotación sin estorbo ocurre solo encima de una
adecuada elevada temperatura, la temperatura de transición cristaloplástica(Tg), cuyo valor depende de la
detallada forma molecular del polímero. En la mayoría de los casos, el valor de Tg puede ser relacionado con
un modelo de volumen libre en el cual la fracción de todo el volumen macroscópico noocupado por el
volumen de cadenas moleculares individuales es considerado.
En contraste, los materiales viscoelásticos, muestran, regularmente a pequeños esfuerzos, un componente
retardado de esfuerzo tanto en la carga como en la descarga. La aplicación de un esfuerzo constante conduce
al correspondiente proceso de relajación de tensión. Para muchos pequeños esfuerzos, ambos los
componentes,instantáneo y de retardo, del esfuerzo son proporcionales al esfuerzo aplicado. El
comportamiento entonces se denomina como viscoelástico lineal, una aproximación que será mas válida para
los polímeros no cristalinos por encima de la temperatura Tg. La viscoelasticidad lineal puede ser simulada
por modelos matemáticos de resortes que pueden ser utilizados para definir los tiempos de relajación yretardo
que caracterizan la escala de tiempo de la respuesta de retardo. Estos simples modelos no pueden ser
relacionados directamente con procesos, tal como el enredo de cadena, responsable de la respuesta de retardo;
modelos que tienen un gran realismo físico, deben ser entonces considerados aparte.
La pequeña amplitud oscilatoria de comportamiento de polímeros viscoelásticos lineales comofunción de la
temperatura está caracterizada por series de energía local máxima de disipación observada como un
incremento en el ángulo fase entre tensión y esfuerzo. El estudio de estas transiciones de relajación,
particularmente en polímeros semicristalinos, ofrece una reveladora idea en el comportamiento físico a nivel
molecular.
Desafortunadamente, a esfuerzos normales y a largo tiempo,el comportamiento viscoelástico es raramente
lineal, y un método general para el tratamiento de la viscoelasticidad no lineal no ha sido todavía desarrollado.
Los ingenieros deben encontrar un método adecuado para derivar las relaciones empíricas desde series de
simples tests a diferentes tensiones o esfuerzos, pero tales relaciones no tienen significado físico. El
establecimiento de...