Cristalización

La cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y crecimiento de cristales. Durante este proceso, se libera calor de cristalización. 

Durante el crecimento de los cristales, se establecen condiciones artificiales bajo las cuales se puede acelarar la cristalización.  

La cristalización puede ocurrir a partir de fases gaseosas, líquidas o sólidas. Algunos  ejemplos son la solidificación de la masa fundida cuando se enfría por debajo del  punto de fusión, la cristalización de una solución saturada, la condensación de la fase de evaporación, la transición de fase de sustancias sólidas (polimorfismo) la formación de productos cristalinos en reacciones de estado sólido, así como la  cristalización de sustancias amorfas.   

Polimorfismo: Polimorfismo se define como la aparición de una sustancia en diferentes formas de estado sólido que comparten la misma composición química, pero presentan diferencias en su estructura y, por tanto, en sus propiedades físicas, así como en cierta medida también en sus propiedades químicas. La cristalización depende de las condiciones de enfriamiento (ejemplo - fig. 1), los aditivos y cargas en el polímero y las condiciones de flujo durante la solidificación. 

La dilatación posterior también cambia la disposición de las moléculas y, por lo tanto, las propiedades del material.  

La curva de cristalización o enfriamiento de una medida de DSC caratateriza el curso de entalpía desde el estado líquido amorfo hasta el estado de fase sólida cristalina.    

La cristalización influye en las propiedeas ópticas, mecánicas, térmicas y químicas de la sustancia y su procesamiento

Ejemplo

Condiciones de Enfriamiento

Fig.1: Transición vítrea, cristalización en frío y fusión a una velocidad de calentamiento constante de 10 K/min después de enfriar a diferentes velocidades de calentamiento.Fig.1: Transición vítrea, cristalización en frío y fusión a una velocidad de calentamiento constante de 10 K/min después de enfriar a diferentes velocidades de calentamiento.

Las medidas del DSC muestran los diferentes rangos de transición vítrea (T: 75°C a 85°C), cristalización en frío  (151°C) y efectos de fusión (249°C) dependiendo de las diferentes velocidades de enfriamiento seleccionadas  antes del calentamiento. Para un enfriamiento definido, se utilizó el intracooler del DSC 204 F1 . 

El tereftalato de polietileno (PET) es un termoplástico semicrestalino con una velocidad de cristalización relativamente lenta. Las altas velocidades de enfriamiento conducen a grandes porciones amorfas en este material, un aumento en ∆cp en la transición vítrea y post-cristalización durante el calentamiento.   

Las bajas velocidades de enfriamiento, por el contrario, conducen a una mayor generación de porciones cristalinas que se forman durante el enfriamiento. Esto resulta en pasos de transición vítrea más pequeños y la ausencia de post-cristalización


Métodos relacionados

DSC