Materiales Amorfos

**Amorfo** describe un polímero termoplástico cuyas cadenas moleculares carecen de ordenamiento cristalino. Las moléculas se disponen al azar, sin estructura regular periódica, lo que da al material una apariencia generalmente transparente y una contracción reducida. ## Comportamiento en moldeo por inyección Los polímeros amorfos no presentan un punto de fusión definido, sino una temperatura de transición vítrea (Tg) por encima de la cual la masa se ablanda gradualmente. Esto los hace fáciles de procesar y les da una ventana de procesamiento más amplia que la de los semicristalinos. ## Propiedades típicas - Contracción de moldeo: 0.4 – 0.7 % (muy baja) - Transparencia óptica alta (ABS, PC, PMMA, PS) - Estabilidad dimensional buena - Resistencia química menor que la de los semicristalinos ## Ejemplos de polímeros amorfos ABS, policarbonato (PC), poliestireno (PS), PMMA (acrílico), PVC rígido y PEI. ## Problemas comunes Stress cracking por agentes químicos (ESC), sensibilidad a entallas y rayado superficial. Suelen requerir aditivos UV o de impacto para aplicaciones exteriores.

**Semicristalino / Cristalino (Crystalline)** describe la microestructura de un polímero termoplástico en la que parte de las cadenas se ordenan formando regiones cristalinas regulares (esferulitas, lamelas), inmersas en una matriz amorfa. En polímeros comerciales **nunca hay 100 % de cristalinidad** — siempre coexisten ambas fases. ## Cómo se mide la cristalinidad - **DSC (Calorimetría diferencial de barrido)**: integra la entalpía de fusión y la compara con un patrón 100 % cristalino teórico - **WAXD (difracción de rayos X)**: pico cristalino vs. halo amorfo - **Densidad**: a mayor cristalinidad, mayor densidad (PE: 0.91 amorfo → 0.97 alta cristalinidad) ## Factores que aumentan la cristalinidad - **Temperatura de molde más alta**: las cadenas tienen tiempo de organizarse - **Enfriamiento más lento** - **Recocido (annealing)** post-moldeo - **Nucleantes** añadidos al compuesto - **Esfuerzo cortante** durante el llenado (cristalización inducida por flujo) ## Ejemplos de polímeros cristalinos por orden 1. POM (acetal): 70 – 80 % 2. PE-HD: 50 – 70 % 3. PP isotáctico: 30 – 50 % 4. PA 6, PA 66: 25 – 50 % 5. PET (parts cristalinas): 30 – 40 % ## Efecto en propiedades Mayor cristalinidad → más rígido, más resistencia química, menor permeabilidad, **más opaco**, mayor contracción, peor resistencia al impacto. ## Diferencia entre "cristalino" coloquial y científico En la industria de plásticos, "cristalino" suele significar "semicristalino con alta proporción cristalina" (PE-HD, POM). En química polimérica, ningún termoplástico comercial es 100 % cristalino.

**Polímero (Polymer)** es una macromolécula formada por la unión repetida de muchas unidades pequeñas llamadas **monómeros** mediante enlaces covalentes. Es la base molecular de todos los plásticos, gomas, fibras y muchos materiales biológicos (proteínas, celulosa, ADN). ## Clasificación por origen - **Naturales**: celulosa, almidón, proteínas, caucho natural, lignina - **Sintéticos**: PE, PP, PVC, PS, PET, PA, PC, ABS… (la mayoría del mercado) - **Semisintéticos**: rayón, acetato de celulosa, derivados del caucho natural ## Clasificación por arquitectura - **Lineales**: cadenas rectas (HDPE, PA 66, PS) - **Ramificados**: cadenas con ramificaciones (LDPE, ABS) - **Entrecruzados (crosslinked)**: PE-X, vulcanizado, resinas termofijas - **Dendríticos**: estructuras tipo árbol (especialidad) ## Clasificación por respuesta térmica - **Termoplásticos**: funden y se moldean reversiblemente (PP, PE, PA, PC) - **Termofijos / Termoestables**: se curan químicamente, no funden (epoxi, fenólico) - **Elastómeros**: flexibles, recuperan forma tras deformación (caucho, TPE) ## Clasificación por composición - **Homopolímeros**: un solo tipo de monómero (PE, PP-H) - **Copolímeros**: dos o más monómeros (ABS = acrilonitrilo + butadieno + estireno) - **Mezclas / blends**: dos polímeros mezclados físicamente (PC/ABS, PA/PPS) ## Propiedades clave gobernadas por la estructura - **Peso molecular**: rigidez y procesabilidad - **Distribución de pesos**: ventana de proceso y resistencia - **Cristalinidad**: rigidez, opacidad, contracción - **Polaridad de la cadena**: resistencia química, adhesión, transparencia

**Materiales semicristalinos (Semicrystalline Materials)** son polímeros termoplásticos con regiones ordenadas (cristales) inmersas en una matriz amorfa. La proporción cristalina (típicamente 20 – 80 %) determina propiedades clave: rigidez, opacidad, resistencia química y contracción. ## Comportamiento térmico A diferencia de los amorfos, los semicristalinos tienen un **punto de fusión definido (Tm)** además de la transición vítrea (Tg): - Por debajo de Tg: rígidos y frágiles - Entre Tg y Tm: dúctiles, propiedades dependientes de la cristalinidad - Por encima de Tm: fluidos para procesamiento ## Propiedades vs. amorfos - **Mayor cristalinidad**: rigidez +, resistencia química +, opacidad +, contracción + - **Menor cristalinidad**: transparencia +, ductilidad +, contracción − ## Ejemplos típicos - PP (polipropileno): cristalinidad 30 – 50 % - PE-HD: 50 – 70 % (alta) - PE-LD: 40 – 60 % - PA 6 / PA 66 (nylon): 25 – 50 % - POM (acetal): 70 – 80 % (muy alta) - PEEK: 30 – 40 % - PET: variable según historial térmico (botellas vs. piezas técnicas) ## Procesamiento - Temperatura de molde es crítica: más caliente → mayor cristalinidad → más contracción - POM y PA en moldes a 80 – 120 °C para cristalinidad óptima - PP / PE en moldes a 20 – 60 °C - Enfriamiento más lento que amorfos por calor latente de cristalización ## Diferencias clave con amorfos en moldeo - **Contracción**: 1.5 – 3 % vs. 0.3 – 0.7 % en amorfos - **Post-contracción**: continúa días o semanas después del moldeo - **Ventana de procesamiento**: más estrecha; demasiado frío genera piezas frágiles - **Aspecto**: opacos o translúcidos por defecto, requieren nucleantes para mejorar claridad