Abstract:
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Se han estudiado las estructuras cristalinas de los poliésteres alifáticos derivados del1,4-butanodiol y el 1,6-hexanodiol y los ácidos subérico y dodecanoico (PE(4,8), PE(4,12),PE(6,8) y PE(6,12)) mediante las técnicas de difracción de rayos X y difracción de electrones.Los citados polímeros adoptan una conformación prácticamente extendida ycristalizan en celdas unidad ortorrómbicas que contienen cuatro segmentos moleculares. Esterasgo contrasta con las celdas unidad más pequeñas propuestas hasta el momento para otrospoli(alquilendicarboxilatos) que también adoptan una conformación extendida. Asimismo, seencontraron evidencias de una segunda estructura cristalina no ortorrómbica para el derivadodel 1,6-hexanodiol y el ácido subérico.Para los cuatro poliésteres se prepararon cristales lamelares a partir de cristalizacionesisotérmicas de disoluciones diluidas en 1-hexanol o 1-heptanol. La morfología básica de loscristales obtenidos corresponde a rombos ("lozenge-shaped") truncados, obteniéndosemonocristales, apilamientos en terrazas y cristales con dislocaciones helicoidales levógiras (L)y dextrógiras (D). Las técnicas de decoración con polietileno demuestran que existe unasectorización de los cristales y un plegamiento regular de las cadenas moleculares según lasdirecciones cristalográficas [100] y [120], organizándose en seis sectores.Se realizaron cristalizaciones epitaxialmente orientadas utilizando diversos sustratos.Mediante la difracción de electrones se deduce que los cristales del PE(4,12) y PE(6,12)obtenidos mediante la cristalización epitaxial sobre ácido benzoico se orientan de forma queel eje b de la celdilla coincide con la dirección de crecimiento presente del sustrato, inducidapor un gradiente térmico. Resultados similares se han obtenido utilizando teflón (PE(4,12)) ehidroquinona (PE(6,12)) como sustrato.La cristalización desde el fundido da lugar a esferulitas con una birrefringencianegativa y una textura del fibrilar. Mediante diagramas de difracción de electronescorrespondientes a films esferulíticos se deduce que el crecimiento esferulítico coincide con eleje cristalográfico a.La evaporación de una disolución concentrada (5mg/mL) del PE(6,12) en xileno dalugar a esferulitas que presentan normalmente una apariencia fibrilar. Destaca, sin embargo,que en muestras ultrafinas las esferulitas están claramente compuestas por monocristales.Éstos se disponen en la cara de crecimiento (010) paralela al radio de la esferulita tal y comose desprende de las observaciones a altas magnificaciones.Con el objetivo de determinar las principales características del empaquetamiento seha llevado a cabo la simulación molecular.El PE(4,12) cristaliza en una red ortorrómbica con parámetros a = 5,06 Å, b = 14,56Å, c = 22,2 Å y simetría del grupo espacial P11b. De los estudios de simulación del diagramade electrones y rayos X se ha podido deducir la orientación azimutal y el desplazamientorelativo según de la cadena molecular de las moléculas que contiene la celdilla unitaria.Dicho estudio también se ha llevado a cabo para el PE(6,12). A diferencia delPE(4,12), este poliéster presenta una estructura con una mayor simetría al cristalizar en unared ortorrómbica con simetría del grupo espacial P21ab. Los parámetros de malla son a =5,08 Å, b = 14,80 Å y c = 24,7 Å. |