En el mundo de los polímeros, solemos hablar de plásticos amorfos o cristalinos, pero en realidad, la mayoría de las resinas se encuentran en un punto intermedio: son semi-cristalinas o semi-amorfas.

En estado sólido, las moléculas cristalinas se acomodan de forma compacta y ordenada, aportando rigidez y resistencia mecánica. Por otro lado, las moléculas amorfas, que en gran parte corresponden a las moléculas de enlace, son más espaciadas y desordenadas. Estas cadenas conectan distintas regiones cristalinas y ofrecen ductilidad, es decir, permiten que el material se estire o se deforme sin romperse.

¿Qué pasa si hay muchas moléculas de enlace? El material se vuelve muy dúctil y resiste mejor la ruptura frágil, pero pierde rigidez: ya no se opone tanto a la deformación.

En resumen: Más moléculas de enlace = más flexibilidad, más amorficidad, pero menos rigidez.

El Polietileno de Alta Densidad (HDPE)

En el HDPE, las moléculas de enlace son clave para mantener la integridad estructural. Actúan como puentes entre regiones cristalinas y ayudan a resistir el crecimiento lento de grietas. Por eso, los materiales con mayor concentración de moléculas de enlace muestran mejor desempeño frente a fracturas por fragilidad.

Estructura Molecular: ¿Cómo se organizan las cadenas?

Aunque hay distintas teorías, la más aceptada describe una estructura con:

• Un centro de nucleación
• Zonas ordenadas llamadas cristalitos lamelares o lamelas (la parte cristalina)
• Una zona intercristalina (las cadenas amorfas)

Y en la zona amorfa se distinguen tres tipos de cadenas intercristalinas:

1. Cilios: cadenas suspendidas desde el extremo de una cadena cristalina
2. Lazos sueltos: cadenas que comienzan y terminan en la misma lamela
3. Moléculas de enlace: cadenas que conectan lamelas adyacentes — pueden estar enredadas, como un cabello despeinado

Cuando se aplica tensión normal a la cara de la lamela, las moléculas de enlace se estiran hasta su límite. Al superarlo, las lamelas se fragmentan en unidades más pequeñas cambiando su estructura y disminuyendo sus propiedades físicas.

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Refs.

1. A. Lustiger and R. L. Markham; 1983 Butterworth & Co. (Publishers) Ltd.
2. Yoon, D. Y. and Flory, P. Polymer 1977, 18, 509
3. DiMarzio, E. A. and Guttmann, C. M. Polymer 1980, 21, 118