CURSO DSC y TGA












Apuntes de Análisis Térmico DSC, TGA
Caracterización de Polímeros I












Dr. Eduardo Ramírez Vargas
MC. Blanca M. Huerta Martínez

Septiembre del 2006

1. Introducción a los Polímeros


1.1. Que son los polímeros?
Moléculas de gran tamaño formadas por pequeñas unidades químicas simples, conocidas como monómeros










Ejemplo.POLIETILENO CH2=CH2 Etileno (monómero)
CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2 PE (Polímero)


1.2. Clasificación de los Polímeros

En función de su origen

Naturales: (origen vegetal y mineral)
Lana, algodón, seda, celulosa hule poliisopreno, grafito

Sintéticos: (derivados del petróleo)
PE, PP, PVC, PC, NYLON, etc.



Según su comportamiento térmico

Termoplásticos: los que pueden sersuavizados, procesados y reprocesados

Termofijos: estructuras reticulares que no pueden ser modificados por temperatura y presión

Elastómeros: estructuras parcialmente reticuladas con características elásticas

Polímeros Termoplásticos

Plásticos de gran volumen de consumo

- Polietileno
- Polipropileno
- Poliestireno
- Policloruro de vinilo
- Polimetacrilato de metilo
- Cop.Etileno-acetato de vinilo


Polímeros de Ingeniería

- Poliamidas
- Poliésteres
- Policarbonato
- Poliacetales
- Polisulfuro de fenileno
- Cop. Acrilonitrilo Butadieno-Estireno

Polímeros Reticulados (entrecruzados)

Termofijos
- Fenol formaldehído
- Melamina formaldehído
- Epóxicos
- Poliésteres

Elastómeros
- Hule Poliisopreno (Natural)
- Polibutadieno -CH=CH-CH=CH-
- SBR
-Cloropreno
- Nitrilo
- Silicón


1.3. Estructura Molecular


Cadenas (enlaces covalentes)


Lineales


Ramificados



Entrecruzamiento ligero



Altamente entrecruzado

Copolimeros


En bloque (SB)

Alternados (SAN)


Aleatorio (EPR)




Injertado (ABS)














1.4. FactoresInfluyen en el Empaquetamiento Molecular




























1.5. Definición de Mezclas Poliméricas y Copolímeros

ALEACIÓN: mezcla que presenta propiedades que ninguno de los componentes tiene por separado

MEZCLA: combinación de polímeros o copolímeros químicamente diferentes

MEZCLAS MISCIBLES: mezclas que se comportan como sistemas de una sola fasehasta nivel molecular

MEZCLAS COMPATIBLES: Mezclas comercialmente atractivas, homogéneas a simple vista, propiedades mejoradas.

Copolímero: Compuesto formado por la combinación química de dos monómeros. Puede estar estructurado como copolímero en bloque o al azar.
1.6. Transiciones Térmicas de Polímeros

Generalmente:
Efectos Endotérmicos
Transiciones de Fase (Fusión)
DeshidrataciónReacciones Redox.
Algunas Reacciones de Descomposición
Efectos Exotérmicos
Cristalización
Oxidación
Entrecruzamiento
Algunas Reacciones de Descomposición


Transiciones de 1er. Orden Þ Curvas o picos (exotérmicos o endotérmicos) dan información de las temperaturas y calores de reacción o transición.
Por ejemplo: Tf, Tc, Tox, Td, DHc, DHf, DHox.

Existen cambios discontinuos enel volumen molar, en la entropía del sistema y en el calor latente

Transiciones de 2º Orden Þ Cambio de pendiente o línea base, debido a los cambios en el calor específico o capacidad calorífica ( Cp, Tg).

Cambio en el calor específico o capacidad calorífica





2. Análisis Térmico

2.1. Definición
Se denomina Análisis Térmico a una serie de técnicas instrumentales en las cualesse determina un parámetro físico o químico en función de la temperatura.


2.2. Técnicas Instrumentales de Análisis Térmico

Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC)
Análisis Termogravimétrico (TGA)
Análisis Termomecánico (TMA)
Análisis Mecánico Dinámico (DMA)


2.3. Aplicaciones en Polímeros

Identificación de Polímeros (Tg, Tm).
Determinación de Cp.
Grado de Cristalinidad...