QUIMICA FISICA DE POLIMEROS

Autor: ARRANZ ANDRÉS JAVIER.
Año: 2004.
Universidad: AUTÓNOMA DE MADRID.
Centro de lectura: UAM.
Centro de realización: INSTITUTO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE POLÍMEROS CSIC..

Resumen: La mayoria de los esfuerzos en la investigación de materiales polimeros se encaminan al conocimiento de las relaciones entre estructura y propiedades de estos materiales, así como al desarrollo de procesos de producción que mejoren su calidad, competitividad y compatibilidad con la conservación del medio ambiente. Los polímeros se encuentran entre los materiales más versátiles, pudiéndose comparar favorablemente con otros materiales clásicos dado que ofrecen la combinación de sus excelentes propiedades, junto con ventajas significativas en el peso, procesado y precio. El presente trabajo ha profundizado en el conocimiento del polipropileno realizando un estudio sistemático de la relación entre la estructura del polímero y las propiedades que ésta conlleva. Para ello, se han abordado diferentes metodologías en la modificación de la microestructura del material y se ha analizado la influencia de ésta en las propiedades finales. Los diferentes métodos empleadosen esta investigación han permitido la obtención de polipropilenos heterofásicos, mezclas de polipropileno isotáctico y plastómeros y, homopolimeros y copolimeros de polipropileno con diferentes -olefinas, utilizando catalizadores metalocenos iso y sindioespecificos, asi como soportados y no soportados. Como se deduce de lo comentado anteriormente, la estructura en estado sólido y el estudio de las transiciones de fase en los diversos sistemas tiene una importancia fundamental. Por ello, la investigación de las variaciones estructurales que puedan llevarse a cabo asi como de los factores cinéticos y termodinámicos que condicionan dichos cambios son de capital importancia con el fin de obtener materiales con las propiedades finales deseadas. Las técnicas más inmediatas empieadas para este estudio, han sido la difracción de rayos X y la calorimetria diferencial de barrido, complementadas con otras, como la microscopia óptica, la microscopía electrónica de barrido o la espectroscopía Raman. En los métodos de difraccióh, las transiciones de fase se han estudiado en tiempo real utilizando radiación sincrotrón. La variación de las propiedades con el tiempo durante la evolución de la estructura hacia el equilibrio se ha estudiado en un polipropileno sindiofáctico. Este tipo de investigaciones tiene un interés aplicado inmediato, ya que los polímeros que se utilizan como materiales avanzados han de tener especificaciones rigurosas de estabilidad dimensional que pueden entrar en conflicto con la relajación estructural del material si la temperatura de su aplicación final se encuentra por debajo de la transición vitrea durante su vida útil. Una de las técnicas más útiles para la caracterización de polímeros es la de medidas mecanodinámicas. Las variaciones del amortiguamiento mecánico en función de la frecuencia y de la temperatura suministran una información muy valiosa acerca de los diferentes modos de relajación de la macromolécula. El análisis del comportamiento viscoelástico no sólo permite la detección de las relajaciones secundarias, sino también de la Tg, cuya localización en polimeros semicristalinos suele ser difícil mediante las técnicas calorimétricas habituales. La evaluación de los diagramas esfuerzo-deformación de los polimeros obtenidos y de las variables del proceso de deformación (temperatura y velocidad de estirado) ha permitido estudiar la respuesta mecánica (módulo, resistencia a la tracción, esfuerzo en el punto de flujo, resistencia al impacto) que condiciona las aplicaciones prácticas de cualquier material, y son de gran importancia en el estudio de los materiales utiliz 8 ados en 358 esta memoria. Estas propiedades mecánicas macroscópicas de los polimeros pueden también correlacionarse con las medidas de microdureza, que se realizan sobre pequeñas superficies del polimero y son representativas de toda la muestra cuando ésta es homogénea. Por todo lo expuesto, esta Tesis proporciona una visión global de la relación entre la estructura y las propiedades en el campo del polipropileno, siendo éste un tema de gran interés industrial.