Movimientos moleculares y propiedades de transporte en termoplásticos de ingeniería. Estudio mediante dispersión de neutrones y técnicas de sorción-desorción

Resumen

El objetivo general de este trabajo es la caracterización a nivel microscópico de los movimientos moleculares en termoplásticos de ingeniería y explorar su relación con las relajaciones secundarias y propiedades de transporte. Con este propósito, se presenta un estudio completo realizado en la polietersulfona (PES), que engloba distintas técnicas de caracterización, tales como la dispersión cuasielástica de neutrones (QENS), la espectroscopía de aniquilación de positrones (PALS) y métodos de sorción-desorción de gas en el polímero. Por un lado, el análisis realizado mediante QENS proporciona información relativa a la dinámica de los anillos fenileno en el material en un intervalo de tiempo muy amplio (10-13 - 10-9s), el cual solapa con el intervalo accesible mediante técnicas de relajación. A tiempos inferiores a 2ps el movimiento de los hidrógenos tiene su origen en la dinámica rápida, mientras que para tiempos superiores, los hidrógenos experimentan movimientos localizados identificados como oscilaciones y rotaciones de 180º (flips) de los anillos fenileno en el material. Nuestro estudio permite encontrar una correlación entre, por un parte, la relajación gamma y los flips y, por otra, entre la relajación y las oscilaciones de los anillos en el material. Por otro lado, partiendo del estudio del volumen libre en el sistema mediante PALS y la dependencia con la temperatura del coeficiente del difusión de gas a través del polímero, encontramos una relación entre los parámetros característicos del proceso difusivo y la dinámica delos anillos en el sistema. Finalmente se ha investigado la conexión entre la dinámica molecular en el sistema. Finalmente, se ha investigado la conexión entre la dinámica molecular y las propiedades de transporte en otros dos polímeros (PC y PSF) cuyos movimientos moleculares ya habían sido caracterizados mediate QENS.