cristalinidad de los polímeros

7/23/2019 Cristalinidad de Los Polmeros

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MATERIA:

POLIMEROS

CRISTALINIDAD

DE LOSPOLIMEROS

Instructor invitado:M.C. Jess Via!ando " PP#

Maestra:ROSAL$A LEAL

%&'('%) %


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Porque interesa saber la cristalinidad?

Docente -Estudiante -Investigador

Procesador Transformad

or -Empresario

Al hablar de Polietilenoaracter!stic

asintr!nsecas"

propiedades

Aplicaciones" #DPE

$DPE

Al hablar de Polipropilenoaracter!stic

asintr!nsecas"propiedades

%&PP"transparenci

a"aplicaciones

Al hablar de PETaracter!stic

asintr!nsecas"propiedades

Transparencia"

cristali'ado"aplicaciones

%&'('%) *


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Problemas ( venta)as de la altacristalinidad

Alabeo *distorsi+n,

a(or peso

a(or estabilidad dimension

a(or fragilidad

a(or resistencia t.rmica

enor volumen *pie'ashuecas" porosas o con

rechupe,

%&'('%) +


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,#ue se entiende !or CRISTALINIDAD-

CRISTALINIDAD

%ueno" un material cristalino tiene un acomodo mu( bienordenado/ 0u. defecto presenta un material 1223cristalino? 4I4564&78

#os )+venes"0u. defectole ven a

Emma?

#as se9oritas" 0u.defecto le ven a

:ustin?

Por supuesto" aestra"ahora me diri)o a usted/0u. defecto le ve?

%&'('%)


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,#ue se entiende !or AMOR/O-

CRISTALINIDAD

6n material amorfo es contrario a un material cristalino8no tiene orden o acomodo/

%&'('%) )


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,#ue se entiende !orAMOR/O-

CRISTALINIDAD

%&'('%) 0


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CRISTALINIDAD

NaC

omo bien saben cristalinidad es un sin+nimode un ordenamiento molecular" por e)emplo lasal/0u. caracter!sticas presenta un material

cristalino?" es decir" a nivel macro-molecularque implica el ordena-miento molecular?;iempre nos han dicho que un materialcristalino es opaco" el amorfo es transparente/De que color es la sal?

1LA SAL ES

TRANSPARENTE2,D3nde esta a%&'('%) 6


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CRISTALINIDAD

En el caso de la sal" la diferencia de aspecto se debe a suforma de verla8 macro o microsc+pico/+mo es el arbono? Amorfo o cristalino

;iempre nos han dicho que un material cristalino es opaco" el

amorfo es transparente/ El gra


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Pol!meros vin!licos

$=> $

> $

Si: Mon37ero

Etileno

Po87ero

Poli-Etileno

> $@ Propileno Poli-Propileno

> l loruro de vinilo P

> B$C Estireno Poli-Estireno

> Acetato Acetato de vinilo PA

> Acrilo etil metacrilato PA

ules son semi-cristalinos?ules son amorfos?;i todos provienen del etileno" Por qu. no todos son semi-cristalinos?

omo breviario cultural" consid.rense como e)emplo los

%&'('%) 9


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Pol!meros vin!licos

Por qu. son amorfos?

Porque el sustitu(ente diferente al $idr+geno es mu( grande/

ul tiene ma(or tama9o? El metilo" o el cloro/

$=> $

$@

$=> $

l

4o es cierto del todo8

Ambos tienen dimetros similares8 apro/ =/2A/Entonces" Por qu. el P es amorfo ( el PP es cristalino?

%&'('%) %&


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ristalinidad

omo se de


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A una cierta temperatura todos los polmeros son rgidos (por debajo de la temperatura

vtrea, Tg) Las zonas amorfas presentan movilidad a temperaturas superiores a Tg .

Los cristales presentan bien definida su temperatura de fusin, Tm. El grado decristalinidad es responsable del comportamiento trmico del polietileno en estado

!slido"# a ma$or grado de cristalinidad ma$or temperatura de fusin, $ viceversa.

En la siguiente figura se muestra el comportamiento trmico de diversos polmeros#

%or calorimetra diferencial de barrido (transiciones trmicas# Tg, Tc, Tm)

Polmero Cristalino

Polmerosemi-

cristalino

Polmero

amorfo

Tg Tm

Temperatura

Resistenciaaladeformacin

Regin slida

(vtrea)

Regin

plstica

Regin de

polmerofundido

Slido ideal

Polmero Cristalino

Polmero

semi-cristalino

Polmero

amorfo

Tg Tm

Temperatura

Volum

enEspecfico

Regin slida

(vtrea)

Regin

plstica

Regin de

polmero fundido

%&'('%) %*


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+mo entender la ristalinidad?

+mo diferenciar un pol!mero semi-cristalino de uno amorfo?Es decir" como saber si un plstico es semi-cristalino o esamorfo?

%odega

Eslabonesadena Paquete

Tarima

%&'('%) %+


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%

ol.cula

s libres

ol.culas

agrupadas enlamelas o laminillas

#amelasagrupadas en

esferulitas

Esferulitasagrupadas en un

grnulo

A7oro

Crista;ino

Densidad

%&'('%)


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,#ue se entiende !or Ata o $ae a dierencia en

densidades-

Densidad

Eisten productos de ba)o peso que se hunden/ &tros conma(or peso pueden Fotar" aunque sea el mismo material defabricaci+n/#a diferencia estriba en el peso relativo al volumen queocupa/

%&'('%) %)


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?a 4ue 7enciono e Titanic ,Por 4u5 se @undi3-

Densidad

Porque el acero de su construcci+n era mu( resistente (refor'adoG a temperatura ambiente/ Pero mu( r!gido a 2H/onclusi+n8 se fractur+

%&'('%) %0


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&'omo distinguir un semicristalino de un amorfo...

%or ejemplo el %olietileno#

HDPE LDPE LLDPELos polietilenos con pocas ramificaciones pueden acomodarse de manera ordenada

formando un !cristal", mientras *ue los mu$ ramificados no pueden acomodarse $

permanecen en estado amorfo (sin forma ordenada).

+e re*uieren anlisis especializados como -, -/0, 1+', 2%', densidad, para

determinar diferencias fsicas $ fsico*umicas# la densidad (cristalinidad), temperatura

de fusin $ ramificaciones.

%&'('%) %6


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%olietileno de baja densidad vs. alta densidad#

Estas diferencias tambin generan diferencias fsicas, trmicas, de procesado

%armetro L1%E 31%E

Tm, 4' 556557 58958:

'ristalinidad,; 96


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&'omo distinguir un semicristalino de un amorfo...

&'ul bolsa es de alta densidad,cual de baja densidad &%or *u

E@pli*ue tcnicamente su

respuesta.

&En *u otros polmeros se puede

distinguir fcilmente cuando es

amorfo o semicristalino

&%or *u el 31%E tiene alta

densidad, por*ue el L1%E tienemenor densidad

a simple vista!!!

Aora se comprende por*ue la sal

esta formada por cristales

transparentes $ es opaca $ blanca

en el salero

%&'('%) %9


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Eisten dos Polipropilenos semi-cristalinos ( uno amorfo

Isotctico

;indiotctico

Atctico

E Poi!ro!ieno= PP

$=> $

$@ Poi!ro!ieno

uales son semi-cristalinos ( cual elamorfo?

0u. caracter!sticas losdistinguen?%&'('%) *&


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Isotctico

E Poi!ro!ieno= PP

;olo uno de los @ se utili'a en procesos de transformaci+n" cul

de ellos?

qu. caracter!sticas presenta?

u( alta temperatura de fusi+n *1BJ vs/ 1@=-1@J del $DPE,"cristalinidad ( rigide' similar al $DPE" mu( frgil a -C 2J" altaopacidad" caracter!sticas propias del polipropileno *homopol!mero,

+mo reducir su fragilidad ( su opacidad?&PIEKILA4D& E# PK&PI#E4& &4 ETI#E4&/

onsecuenciasKeducci+n de8 temperatura de fusi+n" rigide'" cristalinidad"Incremento en8 resistencia al impacto" transparencia" brillo"resistencia a ba)a temp/Ahora hablamos de un copol!mero/ De hecho" comercialmente soloeisten el polipropileno homopol!mero ( el copol!mero

%&'('%) *%


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El tama9o de los cristales determina latransparencia" la estabilidad t.rmica"dimensional ( mecnica/El tama9o de las esferulitas depende dela cantidad de nMcleos ( de la velocidadde cristali'aci+n/

#os nMcleos son part!culas contaminantes+ s+lidas a partir del cual comien'a elcrecimiento de la esferulita/ Esta terminade crecer al encontrarse con otra/

E Poi!ro!ieno=CoPP#as caracter!sticas mas apreciadas del oPP son su transparencia (rigide'" sin embargo su alta cristlinidad no le permite brindar alta

transparencia/

uando el pol!mero es puro" lasesferulitas son de gran tama9o"

contribu(endo a la opacidad ( rigide';i durante la transformaci+n del PP se le agregan contaminantescontrolados" + agentes de nucleaci+n" las esferulitas sern demenor tama9o" ( los productos tendrn ma(or resistencia alimpacto" ma(or transparencia ( ma(or estabilidad/;i el aditivo es un agente clari


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+mo entender la cristali'aci+n natural" la inducida poragentes nucleantes o por clari


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El PP es siendo similar al los polietilenos#DPE ( $DPE" es a la ve' mu( diferente alos mismos8 puede ser ms transparenteque el #DPE ( alta cristalinidad como el$DPE+mo se logran estas caracter!sticas en elPP?#a velocidad de cristali'aci+n del $DPE estan rpida" que no permite controlar eltama9o de los cristales/ Estos siempre

sern grandes ( la cristalinidad es ma(or alC3/ Kesultado8 siempre opaco/0u. hace diferente al PP? Porqu. se puede conrtolar la velocidadde cristali'aci+n (Qo tama9o del cristal del PP?Por el alto porcenta)e de rami


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;i es cristalino" porque es transparente?

Amorforistali'ado

Densidad 1/@ 1/RCTg 2H -Tc - 1@2JTm =R=J =C=-=B2

omo de


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Policondensaci+n

Peleti'ado

Pellets amorfos

Pellets ristali'ados

ristali'aci+n

In(ecci+n de preformas

calentamiento

oldeo soplado

,C37o se !rocesa-

%&'('%) *0


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In(ecci+n ( soplado de preformas

%&'('%) *6


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en que procesos interesa lacristalinidad?

EHtrusi3n

Modeo;So!ado

Inecci3n

%&'('%) *(


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