E4 Cristalinidad Parcial: Esferulitas y Lamelas

Tópico

Este polímero, a diferencia de un material cerámico cuya estructura ordenada se extiende como un cristal perfecto a través de todo su volumen, o de un vidrio cuya estructura permanece por completo amorfa, organiza sus regiones ordenadas en lamelas cristalinas delgadas, láminas de cadenas moleculares plegadas sobre sí mismas dentro de un espesor lamelar reducido, y agrupa a esas mismas lamelas cristalinas delgadas, creciendo radialmente desde un mismo centro de nucleación, en esferulitas: son esas mismas esferulitas las que quedan, a su vez, embebidas dentro de una matriz amorfa que ocupa el resto del volumen de este polímero. Que este polímero desarrolle un número mayor de estas lamelas cristalinas delgadas dentro de cada esferulita hace que la fracción de su volumen ocupada por estas esferulitas, frente a esta matriz amorfa, sea en consecuencia mayor.

La densidad medida de este polímero, más alta cuanto mayor es la fracción de su volumen ocupada por estas esferulitas y estas lamelas cristalinas delgadas frente a esta matriz amorfa, determina, por comparación con la densidad de referencia de un polímero completamente amorfo y la de un polímero completamente cristalino, la fracción de cristalinidad de este mismo polímero: la misma fracción de cristalinidad que, por una vía experimental distinta, a partir de la entalpía de fusión que integra el pico calorimétrico correspondiente, ya determina también otro modelo de este conjunto. Que esta densidad medida de este polímero se acerque más a la densidad de referencia de un polímero completamente cristalino hace que esta fracción de cristalinidad, por esta vía de la densidad medida, sea en consecuencia mayor, coincidiendo con lo que revela esa misma entalpía de fusión medida por esa otra vía calorimétrica.

Por eso este modelo, con las esferulitas y esta fracción de cristalinidad con las que se abrió, hace que el espesor lamelar de equilibrio de estas mismas lamelas cristalinas delgadas, fijado según el efecto de Gibbs-Thomson y la relación de Hoffman-Weeks, determine el punto de fusión observado de este polímero: un espesor lamelar de equilibrio menor expone, por unidad de volumen de estas lamelas cristalinas delgadas, una superficie mayor entre la fase cristalina y la matriz amorfa que la rodea, y esa misma superficie mayor, según este mismo efecto de Gibbs-Thomson, deprime a este punto de fusión observado por debajo del punto de fusión que correspondería a un cristal de este polímero de espesor infinito. Que este espesor lamelar de equilibrio, producido cinéticamente durante la cristalización de este polímero que describe con más detalle otro modelo de este conjunto, sea mayor hace que esta depresión del punto de fusión observado, según esta misma relación de Hoffman-Weeks, sea en consecuencia menor, acercando a este punto de fusión observado al de ese cristal de espesor infinito con el que ninguno de los dos materiales de comparación con los que se abrió este modelo, ni el cristal cerámico perfecto ni el vidrio totalmente amorfo, tiene nada semejante.

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