¿Por qué los polímeros termoendurecibles son siempre amorfos y no exhiben temperatura de transición vítrea?

Los termoestables son típicamente amorfos porque la red tridimensional que se forma mediante la reticulación inhibe el movimiento de las cadenas de polímeros para empacar o cristalizar. Además, esta red se forma típicamente en la masa fundida durante el proceso de curado, por lo que la cristalización es esencialmente imposible.

Los termoestables a menudo exhiben temperaturas de transición vítrea. En realidad, los termoestables se usan típicamente porque sus temperaturas de transición vítrea son extremadamente altas. Las resinas epoxídicas oscilan entre 120-175, las polibenzoxazinas alcanzan los 300 segundos y los IMC son tan altos o más altos.

La temperatura de transición vítrea de un termoestable no siempre se puede observar a través de la calorimetría de exploración diferencial, pero las técnicas como el análisis mecánico dinámico y la espectroscopía dieléctrica son formas excelentes de observar la temperatura de transición vítrea, que generalmente se conoce como la temperatura de transición alfa en esas técnicas. .

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Cuando los polímeros se solidifican mediante el enfriamiento de sus masas fundidas o la evaporación de los solventes de sus soluciones, las macromoléculas de la cadena pueden encontrar la oportunidad de obtener los arreglos ordenados. Cuando estas disposiciones ordenadas son significativas, el polímero mostrará una estructura cristalina, de lo contrario será amorfo. La posibilidad de formación de estructura cristalina depende de la estructura química, la conformación y la configuración de las cadenas de polímero. Entonces, para los polímeros lineales, es posible la formación de estructuras ordenadas y desordenadas. El resultado será una dispersión de cristalitos en una fase amorfa de polímero. La fusión es un fenómeno específico del cristalito polimérico, mientras que la fase amorfa es responsable del fenómeno de transición vítrea. Todos estos son el resultado de movimientos en las cadenas principales o sus segmentos, por lo tanto, para revelar este fenómeno, las cadenas de polímero deben tener capacidad de movimiento. Pero, en el caso de los polímeros termoendurecibles, todas las cadenas se han cerrado y unido firmemente mediante fuertes enlaces covalentes, por lo tanto, no hay movimiento de cadenas y segmentos para observar ninguna estructura ordenada y esos fenómenos térmicos.

¿Qué tal una respuesta más simple? Las dos divisiones principales en plásticos son termoplásticos y termosetts. Como se describió anteriormente, los termosetts no se ablandan con el aumento de las temperaturas de la misma manera que los termoplásticos porque están reticulados, básicamente tienen un peso molecular cercano al infinito. Los termoplásticos pueden separarse adicionalmente por categorías amorfas o semicristalinas. Esta es una definición resbaladiza porque incluso los materiales amorfos tienen una pequeña cantidad de cristalinidad, y los materiales cristalinos son, en el mejor de los casos, semicristalinos. Por conveniencia, decimos que el material transparente es amorfo, pero los materiales no claros como el ABS son definitivamente amorfos. Los materiales semicristalinos son siempre opacos.

Para facilitar las cosas, la esperanza era usar temperaturas de transición vítrea y la forma de una curva típica de módulo versus temperatura como una definición entre las dos. Lamentablemente, también hay tantas excepciones a esa regla.