Propiedades Mecánicas de los Termoplásticos

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- Propiedades mecánicas

El comportamiento que se evidencia en los termoplásticos es viscoelástico, debido a que este al ser sometido a una carga o fuerza externa “ocurren deformaciones tanto elásticas como plásticas” además si se analizan los diagramas de tensión vs deformación de la mayoría de los termoplásticos se puede destacar que esta relación entre estas dos variables no es mayoritariamente lineal.

- Comportamiento elástico: Este comportamiento es producto de un determinado esfuerzo que provoca que los enlaces covalentes se estiren y se distorsionen, una vez que el esfuerzo sea retirado, estas distorsiones se recuperan instantáneamente, Pero esto no significa que el comportamiento elástico sea completamente lineal, debido a la existencia de segmentos completos que han sido distorsionados y sólo vuelven a la normalidad al cabo de un determinado tiempo.

- Comportamiento plástico: En lo que corresponde a los termoplásticos amorfos, este comportamiento es provocado cuando el esfuerzo aplicado es mayor al límite elástico, en esta instancia estructuralmente las cadenas del polímero que se encuentran enredadas, enmarañadas y/o entrelazadas, comienzan a desenmarañarse y enderezarse, una vez esta deformación empieza a ser permanente se da la formación de cuello, esto permite el deslizamiento de la cadenas a un esfuerzo menor.

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Con el deslizamiento de las cadenas estas empiezan a organizarse, de tal manera que las cadenas se alinean paralelamente y se ajustan unas con otras dándose una cristalización, en donde la interacción entre las cadenas que se encuentran estrechas unas con otras es de fuerzas de Van Der Waals.

Cuando la estructura de los termoplásticos es cristalina, al superar el límite elástico las cadenas poliméricas se estiran y las regiones cristalinas cubren las pocas regiones amorfas del polímero, a medida que las laminillas cristalinas se van estirando estas se van alineando acorde a la dirección del esfuerzo, dado el caso en el esfuerzo sea aumentado las laminillas se rompen hasta que quedan pequeños cristales alineados.

Después de este comportamiento sin importar si la estructura del polímero es amorfa o cristalina, habrá un esfuerzo determinado en donde el polímero terminará por fracturarse.

- Termofluencia: En el caso de los termoplásticos la deformación sufrida a una carga determinada no llegará a ser constante, a medida que el tiempo va avanzando la deformación será cada vez mayor.

- Relajación de esfuerzo: Esta expresa que un termoplástico bajo una deformación constante el esfuerzo inicial se reducirá a medida que el tiempo avanza, este comportamiento se explica debido las propiedades viscoelásticas del polímero.

- Comportamiento al impacto: Los termoplásticos no están diseñados para soportar grandes impactos, esto se explica debido a que estos polímeros requieren que la velocidad de deformación sea lenta, lo que es contrario en el caso de un impacto, lo que indica que los termoplásticos poseen un comportamiento frágil frente a impactos. La temperatura juega un papel fundamental en el comportamiento del termoplástico ya que a bajas temperaturas su comportamiento será frágil, pero a altas temperaturas su comportamiento será dúctil. (Askeland Donald R., 2012)

Conclusiones

Las propiedades mecánicas de los termoplásticos nombradas anteriormente hacen posible que este material sea uno de los más consumidos y utilizados, no sólo a nivel industrial sino que sin lugar a duda es un material que ha logrado abastecer necesidades humanas sin causar un gran impacto ambiental gracias que este tipo de plástico se puede reciclar, dando como ejemplo la implementación en fibras, envases, ventanas, en válvulas, bolsas, tuberías, entre muchas otras implementaciones de los termoplásticos haciendo de este material un instrumento que da comodidad a la vida de las personas, finalmente se podría resumir todas las propiedades mecánicas de los termoplásticos haciendo uso de un diagrama esfuerzo vs deformación, del cual se puede obtener y deducir mucha información correspondiente a un polímero.

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Diagrama esfuerzo vs deformación del nylon 6,6 (Askeland Donald R., 2012)

Bibliografía

Askeland Donald R., P. P. (2012). Ciencia e Ingeniería de Materiales (Sexta ed.). Cengage Leanrning.

Reyes, S. N. (25 de Octubre de 2012). Polímeros. Recuperado el 15 de Noviembre de 2015, de Polímeros: http://termoplas.blogspot.com.co/

Smith, W. F. (2006). Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales (Cuarta ed.). The McGraw-Hill Companies, Inc.

Universitat Politécnica De Valencia. (2006). Universitat Politécnica De Valencia. Recuperado el 2015 de Noviembre de 15, de Universitat Politécnica De Valencia: http://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm15/fcm15_3.html