PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS POLÍMEROS

PROPIEDADES MECÁNICAS 

Las propiedades mecánicas pueden definirse como aquellas que tienen que ver con el comportamiento de un material bajo fuerzas aplicadas. Las propiedades mecánicas se expresan en términos de cantidades que son funciones del esfuerzo o de la deformación o ambas simultáneamente.
Dentro de las siguientes propiedades mecánicas que pueden actuar sobre un polimero encontramos 

RESISTENCIA MECÁNICA 

Es la oposición que puede ofrecer un polímero a las diferentes fuerzas a la que puede ser sometido, dentro de las cuales podemos encontrar: 

• Resistencia tensil: 

Un polímero tiene este tipo de resistencia si es capaz de soportar un estiramiento o estar bajo tensión. Las fibras de un polímero necesitan tener buena resistencia. Para medir este tipo de resistencia se toma una muestra polimérica y se estira con una maquina llamada Instron, esta máquina sujeta cada extremo del polímero y la estira. Mientras se estira la muestra se va midiendo la fuerza que está ejerciendo. Cuando sabemos la fuerza la dividimos por el área de la muestra y así obtenemos la tensión que experimenta la muestra.

• Resistencia a la flexión 

Esfuerzo de fibra máximo desarrollado en una probeta justo antes de que se agriete o se rompa en un ensayo de flexión. Para aquellos materiales que no se rompen en el ensayo de flexión, se reporta la resistencia de fluencia en flexión en lugar de la resistencia a la flexión. Sinónimo de módulo de ruptura.

• Resistencia al impacto 

La resistencia al impacto describe la capacidad del material a absorber golpes y energía sin romperse. La tenacidad del material depende de la temperatura y la forma. Para calcular esta propiedad se pueden llevar a cabo dos métodos diferentes. Para calcular la resistencia al impacto se ensaya llos materiales con entalla para sensibilizarlos más y facilitar el ensayo. Hay que diferenciar los ensayos Charpy y el Izod. En el primero, la probeta está apoyada en los dos extemos, y en el segundo solo se sujeta de un lado.

ELONGACION 

La elongación es un tipo de deformación. La deformación es simplemente el cambio en la forma que experimenta cualquier cosa bajo tensión. Cuando hablamos de tensión, la muestra se deforma por estiramiento, volviéndose más larga. Obviamente llamamos a ésto elongación.
Por lo general, hablamos de porcentaje de elongación, que es el largo de la muestra después del estiramiento (L), dividido por el largo original (L₀), y multiplicado por 100.

Existen muchas cosas relacionadas con la elongación, que dependen del tipo de material que se está estudiando. Dos mediciones importantes son la elongación final y la elongación elástica.

La elongación final es crucial para todo tipo de material. Representa cuánto puede ser estirada una muestra antes de que se rompa. La elongación elástica es el porcentaje de elongación al que se puede llegar, sin una deformación permanente de la muestra. Es decir, cuánto puede estirársela, logrando que ésta vuelva a su longitud original luego de suspender la tensión. Esto es importante si el material es un elastomero. Los elastómeros tienen que ser capaces de estirarse bastante y luego recuperar su longitud original. La mayoría de ellos pueden estirarse entre el 500% y el 1000% y volver a su longitud original son inconvenientes.

DUREZA

La dureza expresa la resistencia a la deformación. Es una propiedad compleja y cuando se accede a métodos por indentación o penetración, factores como módulo elástico, resistencia al flujo, plasticidad y tiempo quedan involucrados. 

Las unidades de dureza derivan de la profundidad, ancho o área de la indentación realizada con alguna forma de estilo cargado. Son numerosos los aparatos propuestos y usados.

DUCTILIDAD 

La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se califican como frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo sucede tras producirse grandes deformaciones.

En otros términos, un material es dúctil cuando la relación entre el alargamiento longitudinal producido por una tracción y la disminución de la sección transversal es muy elevada.

PROPIEDADES FÍSICAS

Son aquellas propiedades que son mesurables dentro de un sistema fisico y determina un respectivo patron para dicha propiedad. 

Dentro de las propiedades fisicas de los polimeros podemos encontrar: 

VISCOSIDAD

La característica que describe la resistencia interna de un líquido para fluir se denomina vis­cosidad. Cuanto más lento fluye el líquido, mayor es su viscosidad. Las unidades son Pa.s (pascales x segundos) o poises. 
La viscosidad es un factor importante en el transporte de resinas, la inyección de plásticos en estado líquido y la obtención de dimensiones críticas en la extrusión. 

La viscosidad de un polímero puede ser determinada con el uso de viscosímetros capilares mediante disolución del mismo en un disolvente, que se basan en el tiempo que tarda un fluido a través de un tubo capilar. Existen varios modelos de viscosímetros capilares, siendo unos de los más utilizados el viscosímetro de Ubbelohde. 

INFLAMABILIDAD 

Dependiendo de su composición los polímeros se comportan de forma distinta al aplicárseles una fuente de ignición. Pudiendo destacarse: facilidad de ignición, autoextinción de la llama, color de la llama, desprendimiento de algún olor, la presencia de humos, etc. Esta propiedad es muy útil conocer, por ejemplo, en los plásticos utilizados en recubrimiento de cables.

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

Es la cantidad de calor Q, pasando durante el tiempo t a través de una plancha de una sustancia con área a y diferencia de temperaturas ΔT por un espesor b (medido normal en la dirección del flujo de calor, puede definirse como:

Donde K es una constante conocida como conductividad térmica, la cual puede considerarse como la cantidad de calor pasando a través de una unidad de área de una sustancia cuando el gradiente de temperatura AT (medido a través de la unidad de espesor, en la dirección del flujo de calor) es unidad. 

La conductividad térmica es expresada en W/Km - también cal/g ºC. El valor varía ligeramente con la temperatura.

Los polímeros orgánicos son relativamente pobres conductores del calor, y unos cuantos de ellos pueden expandirse a espumas sólidas o estructuras celulares, en las que la conductividad térmica disminuye hasta un valor muy bajo. La aislación térmica de las prendas de vestir depende largamente de la baja conductibilidad del aire quieto atrapado dentro de sus intersticios.