Estructura del polímero que experimenta cristalización por deformación.
La cristalización por deformación es un fenómeno en el que un material sólido inicialmente amorfo sufre una transformación de fase debido a la aplicación de deformación. La cristalización por deformación se produce en el caucho natural , así como en otros elastómeros y polímeros . [1] El fenómeno tiene efectos importantes sobre las propiedades de resistencia y fatiga.
Cómo se produce la cristalización de la cepa
La cristalización por deformación ocurre cuando las cadenas de moléculas de un material se ordenan durante las actividades de deformación en algunos polímeros y elastómeros. [2] Los tres factores principales que afectan la cristalización por deformación son la estructura molecular del polímero o elastómero, la temperatura y la deformación que se aplica al material. [3] Si la estructura molecular de un polímero es demasiado irregular, no se puede inducir la cristalización por deformación porque es imposible ordenar las cadenas de moléculas. [1] Para inducir la cristalización por deformación, el polímero o elastómero se estira mientras su temperatura se mantiene por encima de su temperatura de transición vítrea . También es necesario que la actividad de estiramiento supere el límite elástico del polímero. Esto, a su vez, asegurará que las cadenas de moléculas se enderecen. [4] En general, cuanto mayor es la deformación aplicada al material, mayor es la tasa de cristalización. [1]
Efectos de la cristalización de cepas.
Las propiedades mecánicas de los materiales se ven muy afectadas por la orientación de los cristales en su microestructura . [1] El proceso de cristalización por deformación afecta directamente a la microestructura del material al agregar estructuras cristalinas. El efecto de la cristalización por deformación en la microestructura aumenta en gran medida la resistencia del polímero o elastómero en el que se induce. [1] Este efecto de la cristalización por deformación se puede observar en el caucho natural vulcanizado, un material conocido por su dureza y tensión de tracción . [3]
Medición de la cristalización por deformación
Existen varias técnicas para medir la cristalización en el caucho, que incluyen: difracción de rayos X , cambios de calor específico y cambios de densidad . La cristalización también se puede observar indirectamente a través de sus efectos sobre el comportamiento de estrés-deformación y fatiga.
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Fuentes
Capítulo 1, Ingeniería con Caucho, Ed. AN Gent, Hanser, 1992. ISBN 3-446-17010-3 .
B. Huneau, CRISTALIZACIÓN DE CAUCHO NATURAL INDUCIDA POR TENSIÓN: UNA REVISIÓN DE LAS INVESTIGACIONES DE DIFRACCIÓN DE RAYOS X, Rubber Chem. Tecnología. 84, 425 (2011); doi :10.5254/1.3601131
Marte, WV (2009). Dependencia calculada del comportamiento de fatiga del caucho con respecto a la cristalización de la deformación. Química y tecnología del caucho, 82 (1), 51–61.
Capítulo 10 – Resistencia de los elastómeros, AN Gent, WV Mars, en: James E. Mark, Burak Erman y Mike Roland, editores, The Science and Technology of Rubber (cuarta edición), Academic Press, Boston, 2013, páginas 473–516, ISBN 9780123945846 , 10.1016/B978-0-12-394584-6.00010-8
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