PROPIEDADES FISICAS DE LOS MATERIALES POLIMEROS
Conductividad térmica
Es una propiedad física de los
materiales que mide la capacidad de conducción de calor.
En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de una
sustancia de transferir la energía cinética de sus
moléculas a otras moléculas adyacentes o a sustancias con las que no está en
contacto. En el Sistema Internacional de Unidades la
conductividad térmica se mide en W/(K·m)
La conductividad térmica es una magnitud intensiva.
Su magnitud inversa es la resistividad térmica,
que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor. Para un
material isótropo la conductividad térmica es un escalar λ (k en
Estados Unidos) definido como:
λ=q˙|∇T|
dónde:
q˙,
es el flujo de calor (por unidad de tiempo y unidad de área).
∇T,
es el gradiente de
temperatura.
Cuanto mayor sea
su conductividad térmica, un material será mejor conductor del calor. Cuanto
menor sea, el material será más aislante. Por ejemplo, el cobre tiene una
conductividad de 380 vatios por kelvin y metro, y es más de 10 000 veces
mejor conductor del calor que el poliuretano (0,035 vatios por kelvin y metro).
Propiedades
Térmicas de Termo plásticos.
Los polímeros industriales son malos
conductores de calor. Su conductividad térmica es similar a la de la madera y
muy inferior a la del vidrio. El fenómeno de la transición del calor por
conducción de los materiales no metálicos en los que no existen los electrones
móviles, puede considerarse como la transición del movimiento vibratorio de
unos átomos de mayor nivel enérgico continuos; esta transmisión resulta mucho más
fácil cuando su estructura es cristalina, estando dispuesto los átomos
ordenadamente en el espacio, que en los materiales amorfos.
Propiedades térmicas de Termo estables.
los polímeros termoestables son más resistentes, a pesar de que sus cadenas moleculares fuertemente enlazadas los hacen más frágiles. Tienen múltiples aplicaciones, entre ellas en dispositivos electrónicos.
Propiedades térmicas de Termo estables.
los polímeros termoestables son más resistentes, a pesar de que sus cadenas moleculares fuertemente enlazadas los hacen más frágiles. Tienen múltiples aplicaciones, entre ellas en dispositivos electrónicos.
Conductividad
térmica Termo plásticos
Conductividad térmica Termo estables
Material
|
Conductividad Térmica
|
Ejemplo
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PEEK (poliéter-éter-cetona)
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0.2 W/mK
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PI (Poliimidas)
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0.52
W/mK
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|||
Pultruidos
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250
veces más baja que el aluminio y 60 veces más baja que el acero
|
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Policloropreno. Polímero Vulcanizado.
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0,192
W/mK
|
||||
La propiedad que caracteriza la capacidad de un material para transferir calor es la conductividad térmica.
Las conductividades térmicas de la mayoría de los polímeros son del orden de 0.3 W/m-K. En estos materiales la transferencia de calor se realiza por la vibración, traslación y rotación de moléculas.
La magnitud de las conductividades térmicas dependen del grado de cristalinidad; un polímero con un alto grado de cristalinidad y una estructura ordenada tendrá una conductividad mayor que el material amorfo equivalente. Esto se debe a la vibración coordinada mas efectiva de las cadenas de moléculas en el estado cristalino.
Los polímeros son a menudo utilizados como aislantes térmicos debido a que sus conductividades térmicas son bajas. De la misma manera que las cerámicas, las propiedades aislantes pueden ser mejoradas mediante la introducción de pequeños poros, los cuales ordinariamente se introducen mediante espumacion durante la polimerizacion.
PROPIEDADES
Los plásticos conducen muy mal la
corriente eléctrica. Presentan resistencias muy elevadas y por tanto bajas
conductividades.
La resistencia eléctrica es función
de la temperatura y a elevadas temperaturas conducen mejor, gracias a su
elevada resistencia eléctrica los plásticos se utilizan frecuentemente como
aislante eléctrico de aparatos y conducciones que funcionan con corriente o la
transportan, Las propiedades eléctricas se manifiestan
por la unión covalente, que es el tipo de unión que los forma.
Son buenos aislantes eléctricos, pero sin
embargo tienen un límite. La cantidad de calor que se está disipando no debe
ser mayor al límite de rotura del polímero, para evitar que se rompan las
cadenas y se separen los monómeros.
Es importante
establecer entonces a partir de los tres tipos más referenciales de materiales
clasificados de acuerdo a su comportamiento eléctricos: conductores, semiconductores y
dieléctricos; los cuales podemos analizar de acuerdo a las propiedades antes
mencionadas y vincularlos con la clasificación de acuerdo a su estructura
cristalina: metálicos, cerámicos y polímeros. Entonces a continuación se
explica brevemente tal clasificación de los materiales:
·
COMPORTAMIENTO ELÉCTRICO Y
CONDUCTIVIDAD
Las propiedades
eléctricas de un material describen su comportamiento eléctrico -que en muchas
ocasiones es más crítico que su comportamiento mecánico- y describen también su
comportamiento dieléctrico, que es propio de los materiales que impiden el
flujo de corriente eléctrica y no solo aquellos que proporcionan aislamiento. Los electrones son aquellos que portan la carga
eléctrica (por deficiencia o exceso de los mismos) e intervienen en todo tipo
de material sea este conductor, semiconductor o aislante.
RESISTIVIDAD Y RIGIDEZ DIELÉCTRICA
Se entiende
por rigidez dieléctrica el valor límite
de la intensidad del campo eléctrico en el cual un material pierde su propiedad
aisladora y pasa a ser conductor. También podemos definirla como la máxima
tensión que puede soportar un aislante sin perforarse. La mayoría de los
polímeros son aislantes eléctricos, ya que los electrones externos de los
átomos están localizados, formando enlaces covalentes y no dan lugar a corriente
eléctrica cuando se someten a un campo eléctrico.
Un dieléctrico
es una sustancia que es mala conductora de la electricidad y que amortiguará la
fuerza de un campo eléctrico que la atraviese, como podría ser un polímero.
Evidentemente la capacidad de absorción de agua que presentan los polímeros con grupos polares en sus macromoléculas, influyen notablemente en su resistividad y en su rigidez dieléctrica. Este efecto también tiene importancia a altos valores del campo eléctrico en la superficie.
Evidentemente la capacidad de absorción de agua que presentan los polímeros con grupos polares en sus macromoléculas, influyen notablemente en su resistividad y en su rigidez dieléctrica. Este efecto también tiene importancia a altos valores del campo eléctrico en la superficie.
La rigidez de fuga define la resistencia del material a acciones destructivas
de las corrientes superficiales, de la misma forma que la rigidez dieléctrica
lo hace para las que se producen a su través. Resinas ureicas que son parecidas
a la baquelita tienen una alta rigidez de fuga, lo mismo ocurre con las resinas
de melanina, las resinas de poliéster.
¿Qué
es La viscosidad ?
Es
la
resistencia que presentan las capas de los líquidos para deslizarse unas sobre
otras.
A
diferencia de los sólidos, en los materiales líquidos y gaseosos las moléculas
se desplazan unas respecto
de otras, de modo que el fluido cambia fácilmente de forma cuando se ve
sometido a esfuerzos externos.
Por ejemplo, el
agua adopta la forma interior de un vas debido a la
fuerza de la gravedad.
Se define la viscosidad como la razón
entre el esfuerzo cortante aplicado y la velocidad de deformación observada.
Viscosidad en los polímeros
La
característica que describe la resistencia interna de un líquido para fluir se
denomina
viscosidad. Cuanto más lento fluye el líquido, mayor es su
viscosidad. Las unidades son Pa.s.
La viscosidad es un factor
importante en el transporte de resinas, la inyección de plásticos en estado
líquido y la obtención de dimensiones críticas en la extrusión.
La viscosidad de un polímero puede ser determinada con el uso de viscosímetros capilares
mediante disolución del mismo en un disolvente, que se basan en el tiempo que
tarda un fluido a través de un tubo capilar.
Viscosímetro
Es
un instrumento empleado para medir la viscosidad y algunos otros parámetros de
flujo de un fluido.
Visco elasticidad
• Describe
el comportamiento comprendido entre los extremos clásicos de una respuesta.
• Elástica
de Hooke y un comportamiento viscoso.
•
Newton. Los polímeros presentan un comportamiento mecánico enteramente dominado
por su carácter viscoelástico.
•
Los sólidos viscoelásticos presentan características de líquido y de sólido.
BIBLIOGRAFIA
RESISTENCIA A LA INTEMPERIE
El deterioro de los polímeros expuestos a la intemperie se debe principalmente a la oxidación iniciada por la radiación ultravioleta del sol. Algunos polímeros, como la celulosa y el nilón, también absorben agua y disminuyen su dureza y su tenacidad.
La resistencia a la degradación por exposición a la intemperie de los polímeros es muy dispar. Los fluocarbonos son inertes a la degradación por agentes atmosféricos, mientras que el PVC y el Polietileno son susceptibles a este deterioro.
Por ejemplo, industrialmente se utiliza la radiacion para entrecruzar el polietileno, lo que aumenta su resistencia al ablandamiento y a la afluencia a elevada temperatura.
Los materiales, ya sean naturales o sinteticos, son susceptibles a la degradacion por agentes biologicos, debido a ciertos productos quimicos ( las enzimas ) generados por los microorganismos.
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