M4 Elasticidad Entrópica (Rubber Elasticity)

Tópico

Que se estire este elastómero, una red reticulada de cadenas moleculares de este polímero, extiende a cada una de esas cadenas moleculares de esa misma red reticulada por encima de la configuración enrollada y desordenada que adoptaría espontáneamente en reposo, y reduce, en consecuencia, la entropía conformacional de cada una de esas cadenas moleculares: cuantas menos configuraciones enrolladas distintas puede adoptar ya cada cadena molecular de esta red reticulada, más estirada se encuentra respecto de esa configuración de reposo, y menor resulta, en consecuencia, esta entropía conformacional. Que este elastómero se estire más hace que esta entropía conformacional de sus cadenas moleculares, en consecuencia, se reduzca todavía más.

Es esta misma pérdida de entropía conformacional, y no ninguna energía de enlace químico entre los átomos de estas cadenas moleculares como ocurriría en un sólido cristalino, la que origina la elasticidad de este elastómero: al dejar de estirarse este elastómero, cada cadena molecular de esta red reticulada recupera espontáneamente sus configuraciones enrolladas y recobra, en consecuencia, esta entropía conformacional que había perdido, y es esa misma tendencia espontánea a recobrar entropía conformacional la que produce la fuerza elástica de retorno de este elastómero. Que esta pérdida de entropía conformacional sea mayor, con este elastómero estirado con más fuerza, hace que esta fuerza elástica de retorno, en consecuencia, sea también mayor.

Por eso este modelo, con el estiramiento de esta red reticulada y esta elasticidad entrópica con las que se abrió, hace que la densidad de reticulación de esta misma red reticulada, cuántos puntos de reticulación química conectan entre sí a sus cadenas moleculares por unidad de volumen, determine el módulo de red de este elastómero, el mismo módulo que ya describe, mediante la relación esfuerzo-elongación Neo-Hookeana, otro modelo de este conjunto: cuantos más puntos de reticulación conectan a estas cadenas moleculares dentro de esta red reticulada, más corto resulta, en promedio, el tramo de cadena molecular libre entre dos puntos de reticulación consecutivos, y menos entropía conformacional puede perder ese mismo tramo antes de quedar completamente estirado, elevando en consecuencia este módulo de red. Que esta elasticidad entrópica, sin ningún análogo en un sólido cristalino como un metal o un material cerámico, sea precisamente la que distingue a este elastómero hace que esta misma elasticidad entrópica sea, en definitiva, la condición que define a este elastómero como tal frente a cualquier otro régimen de este polímero.

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