¿Qué son los polímeros?
En esta sección recorreremos los problemas y desafíos comunes encontrados en la impresión 3D desde un enfoque de ciencia de materiales. La idea detrás de la página es proporcionar un conocimiento más científico sobre problemas comunes para superarlos fácilmente.
Para comenzar, es importante entender qué material se está utilizando en la impresión 3D: polímeros
Los polímeros son moléculas grandes, o “macromoléculas”, formadas por un gran número de unidades repetitivas conocidas como “monómeros” en el proceso de polimerización. El proceso de polimerización enlaza las moléculas de monómero entre sí mediante una reacción química, formando la columna vertebral del polímero.
El tipo de polímeros producidos puede variar dependiendo de la química y la composición de los compuestos monoméricos que los constituyen. Los enlaces creados entre los monómeros se definirán como enlaces covalentes.
Los polímeros pueden dividirse en 2 familias: termoestables y termoplásticos.
Los termoestables son polímeros que se curan irreversiblemente desde un polímero previo sólido blando o líquido viscoso hasta un polímero sólido. El proceso de curado también se conoce como reticulación, que procede mediante una reacción química que conecta todos los monómeros y polímeros previos para formar una estructura en red. Un termoestable curado ya no puede fundirse y por lo general no es procesable térmicamente.
Los termoplásticos son materiales que se ablandan al calentarse y se endurecen al enfriarse. Los termoplásticos pueden calentarse, moldearse y enfriarse múltiples veces con cambios mínimos en su química o propiedades mecánicas. A diferencia de los termoestables, donde cada cadena polimérica está enlazada a otras mediante un enlace covalente, los termoplásticos tienen sus cadenas poliméricas unidas entre sí por enlaces más débiles que se definirán como enlaces no covalentes.
Los polímeros también pueden dividirse en dos categorías principales según su microestructura:
Amorfos y semicristalinos
Una de las formas en que se pueden identificar distintos termoplásticos es a través de su microestructura, que puede definir las propiedades y el comportamiento del polímero.
Amorfo
Los polímeros amorfos se caracterizan por no tener un orden a largo alcance. Esto significa que las cadenas poliméricas están orientadas de forma aleatoria.
En términos generales, los plásticos transparentes suelen estar hechos con polímeros amorfos, como PMMA, PS y PC.
Semicristalino
Los polímeros semicristalinos se caracterizan por tener una estructura ordenada con dominios estructurales conocidos como “cristales”.
Los cristales son un grupo ordenado y compactamente empaquetado de cadenas poliméricas. Los dominios cristalinos y los dominios amorfos coexisten en los polímeros semicristalinos, de ahí lo de “semi”. La proporción de áreas cristalizadas se define por el grado de cristalinidad. Una característica específica de los polímeros semicristalinos es que este grado de cristalinidad puede afectar en gran medida sus propiedades mecánicas y térmicas.
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