PROPIEDADES TERMICAS

Las propiedades térmicas describen el comportamiento de los polímeros frente a la acción del calor. Para los termoplásticos algunas de ellas son extremadamente importantes.

Calor específico

Es la cantidad de calor requerida para elevar la unidad de masa de una sustancia en una unidad de temperatura o bien la cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de una masa determinada de sustancia en 1 grado Celsius o un kelvin, a una especificada temperatura, expresada en J/kg K (antes (cal/g°C). También es la razón de la capacidad térmica de una sustancia con la del agua a 15ºC, pero si se considera como relación, el calor específico no tiene dimensión. Es necesario fijar la temperatura a la que se hizo la medición.

A continuación se muestran calores específicos a 20°C de varios polímeros

Policloruro de vinilo	0,22
Poliestireno	0,30
Poliamidas	0,40 -0,50
Polietileno	0,55
Agua	1,00

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.

Conductividad térmica de algunos materiales expresada en W/Km:

Acero	44
Cobre	115
Agua	0,58
Aire	0,02
Madera	0,17
Acrílico	0,18
Poliamida	0,25
Policarbonato	0,20
Poliestireno	0,12
Expandidos	menos de 0,05

Coeficiente de dilatación lineal

Es el reversible incremento de la longitud de una unidad de largo de un material, por efecto de la temperatura. El coeficiente de dilatación o expansión lineal se expresa como

α= AL/At

Se denomina coeficiente de dilatación lineal al cociente entre la diferencia de longitud y la diferencia de temperatura que experimenta un cuerpo por esta causa. (El cúbico, para un material isotrópico, es aproximadamente el triple).
La razón de expansión tiende a incrementarse con el aumento de temperatura, pero dentro de un cierto rango (mas o menos 10 ºC) el coeficiente para un dado material puede considerar­se constante, a condición que no exista cambio de estado (de policristalino a amorfo) ocurra dentro del intervalo de temperatura.
La dilatación térmica de los polímeros orgánicos es alta con relación a otros materiales de construcción, pero puede reducirse con la inclusión de cargas minerales.
 

Coeficientes de dilatación lineal de algunos materiales

Material	(ºC-1) x 10-6
Madera	5,5
Acero	10,8
Polietileno	110- 150
Poliestireno	60-80
PTFE	50-100
Poliestireno	60-80
Fenol-formaldehído	30-45
Poliamidas	90-108
Siliconas	8-60

Índice de fundido o de fluencia

El índice de fundido para termoplásticos es una medida de la cantidad de material en gra­mos que se extruye á través de un pequeño orificio en 10 minutos a una presión y temperatura determinadas. La norma ASTM D 1238 especifica los detalles que debe cumplir el aparato que se conoce con el nombre de plastómetro.
Este índice es muy usado pues una prueba sencilla y rápida que proporciona una relación con el peso molecular de material (nada indica sobre su distribución) y con la viscosidad.

Medidor de índice de fluencia

Determina el índice o velocidad de fluidez de un polímero extruído en estado fundido a través de una boquilla calibrada y utilizando una pesa de referencia estandarizadas (2.16 Kg, 5 Kg y 21.6 Kg)

Equipo moderno de medición de índice de fluencia