La cristalización de una banda de goma (liga) mediante estiramiento

Cuando uno hala un trozo de caucho (hule), se extiende. Al soltarlo, se contrae, regresando a su longitud original. La capacidad macroscópica que tiene el caucho para estirarse aún cuando se aplica solo una pequeña fuerza (elasticidad) se debe a un cambio microscópico en la estructura molecular. Una diferencia orientacional en la alineación de las moléculas surge entre la dirección de tracción y la dirección perpendicular en la que se estira. Una imagen de difracción de dos dimensiones recopiladas en un R-AXIS RAPID II muestra estos efectos simultáneamente. Si el caucho es una sustancia amorfa, se observa un anillo amplio. Si se trata de una sustancia cristalina, se observa un anillo - o parte de un anillo que parece una mancha. La Figura 1 muestra las imágenes de difracción de dos dimensiones de una pieza de caucho en su estado relajado (a la derecha, arriba) y después de que ha sido estirada (a la derecha, abajo). Antes de que se estire, la anchura del anillo de difracción es amplia y uniforme, revelando que la banda de caucho en este estado es casi amorfa.

Crystallization of a rubber band by stretching

Figura 1: Anillos de Debye y perfiles de difracción de una banda de goma antes y después de estirarse.

Por otro lado, después de que se estira la banda elástica, las manchas aparecen sólo en la dirección horizontal, revelando que las moléculas en la banda de caucho se cristalizaron al tirar de la liga, y que están orientadas en la misma dirección. Cuando las imágenes bidimensionales son convertidas en ángulos de difracción/perfiles de intensidad y los perfiles son comparados, aparecen picos de difracción que corresponden a los componentes constituyentes, (C5H8)n y (C3H4)n, lo cual confirma que las moléculas en la banda elástica se han cristalizado.


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