Estados Fisicos

ESTADOS FISICOS Y TRANSICIONES EN LOS POLIMEROS
Nota aclaratoria: Estas notas son un resumen de un capítulo del libro “Química Física de los
Polímeros” que es el texto básico de la asignatura de Polímeros en la carrera de Licenciatura
en Química. Al ser un extracto, notarán saltos en la numeración de las ecuaciones y figuras,
pero espero que eso no dificulte la comprensión de los conocimientosbásicos que se pretende
transmitir.
8.1 Introducción
8.2 Principales transiciones y su influencia en las propiedades mecánicas
8.3 La transición vítrea y lnos factores que la afecta
8.3.1 Factores que afectan la temperatura de transición vítrea
8.3.1.1 El efecto de la rigidez de la cadena
8.3.1.2 Efectos asociados con las interacciones de las cadenas
8.3.1.3 El efecto de la copolimerización
8.3.1.4El efecto de los diluyentes
8.3.1.5 Los efectos del entrecruzamiento y la masas molecular
8.3.2 La transición vítrea en los polímeros cristalinos
8.4 La elasticidad de la goma
8.4.1 Termodinámica de la elasticidad de la goma
8.4.2 Estadística de la elasticidad de la goma
8.5 La Viscoelasticidad
8.6 El flujo viscoso
8.6.1 Propiedades reológicas de los fluidos
8.6.2 Factores que influyen sobre laviscosidad de los polímeros fundidos
8.6.2.1 La velocidad de deformación
8.6.2.2 La masa molecular
8.6.2.3 La temperatura
8.7 La cristalinidad en los polímeros
8.7.1 Influencia de la cristalinidad en las propiedades de los polímeros

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8.1 Introducción
Las sustancias de masa molecular pequeña, como el agua, el tetracloruro de carbono y el
alcohol etílico pueden existir en tres estados físicos:sólido, líquido y gaseoso, con la
característica de que el estado sólido se sobreentiende, generalmente, cristalino.
Los polímeros tienen la particularidad de que no pueden existir en el estado gaseoso, en el
estado líquido poseen una viscosidad elevada y en el estado sólido pueden ser amorfos
(vidriosos) o cristalinos. Presentan además un cuarto estado, que no se manifiesta en las
sustancias de masamolecular pequeña y que es, por tanto, exclusivo de los compuestos de
cadena larga: el estado gomoso.
Los polímeros en el estado líquido son altamente viscosos y sus propiedades revisten gran
importancia en los procesos industriales de moldeo de los termoplásticos.
En el estado vítreo los polímeros presentan una estructura amorfa. Son frágiles, tienen una
elevada dureza y generalmente sontransparentes.
El estado cristalino en los polímeros no presenta un grado de ordenamiento tan elevado como
en las sustancias de masa molecular pequeña, coexistiendo en el mismo material zonas
cristalinas (generalmente con defectos) con zonas totalmente amorfas.
El estado gomoso, por su parte, se caracteriza por presentar una elevada elasticidad. En este
estado el polímero puede ser deformadoconsiderablemente mediante la acción de una fuerza
externa y recuperar sus dimensiones iniciales al cesar su acción. Los materiales gomosos
poseen una baja compresibilidad.
8.2 Principales transiciones y su influencia en las propiedad3es mecánicas
En el esquema de la figura 8.2 los estados físicos presentes en los polímeros aparecen
situados en los vértices de un tetraedro cuyas aristas indican las posiblestransiciones de uno a
otro.

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Figura 8.2 Estados físicos de los polímeros.
Se puede pasar de líquido o goma al estado vítreo mediante un enfriamiento brusco del
polímero. La temperatura a la cual ocurre este cambio se denomina temperatura de transición
vítrea, Tg, y tiene gran importancia desde el punto de vista del procesamiento industrial de
los polímeros.
Mediante calentamiento un polímeropuede pasar del estado cristalino al estado líquido. La
temperatura a al cual se produce este cambio se denomina temperatura de fusión, Tm. De
forma inversa, algunos líquidos poliméricos pueden cristalizar mediante un enfriamiento
controlado. Más adelante veremos que en el caso de los polímeros, la temperatura de
cristalización, Tc, es generalmente menor que Tm.
Un polímero entrecruzado que se...