Comportamiento dinámico de sistemas complejos en la proximidad de la transición vitrea

Resumen

La presente tesis se enmarca en el campo de la dinámica molecular de sistemas formadores de vidrios. El proceso más importante de estos sistemas es la transición vítrea dinámica, que está relacionada con el movimiento cooperativo de los segmentos de molécula en estado líquido subenfriado. Este estado es un intermedio metastable entre la fase líquida termodinámicamente estable y la fase vítrea inestable a la que evolucionan los materiales que no cristalizan en escalas de tiempo macroscópicas. En estado vítreo también se dan procesos dinámicos secundarios que, generalmente, se asocian a grados de libertad intramoleculares y se creen precursores de la transición vítrea. Las herramientas de trabajo de la dinámica molecular experimental son técnicas de relajación que estudian la dependencia temporal de la respuesta disipativa del sistema a un estímulo lineal externo. Por el Teorema de Fluctuación ¿ Disipación estas respuestas lineales están relacionadas con fluctuaciones dinámicas microsc ópicas del sistema, responsables de los procesos dinámicos. Las técnicas dinámicas serán Espectroscopia Dieléctrica, que determina la relación polarización eléctrica ¿ campo eléctrico, dada por la permitividad dieléctrica, y Análisis Dinámico - Mecánico que determina la relación esfuerzo ¿ deformación, p. e. a través del módulo elástico. Como problemas fundamentales del campo que se estudian en esta tesis se pueden citar: la no - exponencialidad de la relajación, el comportamiento no Arrhenius de los tiempos característicos de los procesos dinámicos, la heterogeneidad dinámica y la mezcla de la transición vítrea dinámica y los procesos secundarios en estado subenfriado. También se trata el problema de la cooperatividad y la activación por volumen libre de la transición vítrea. Los sistemas que se investigan van más allá del sistema amorfo puro que se estudia frecuentemente en la literatura. El objetivo general es, por tanto, estudiar los procesos dinámicos de sistemas formadores de vidrios con heterogeneidad espacial y / o estructuras con diferente grado de orden (orientacional, traslacional). En particular, en un primer capítulo de resultados, se tratarán sistemas poliméricos multicomponente: copolímeros de diferentes arquite cturas moleculares (al azar, alternante y dibloque) susceptibles de formar microestructuras por segregación en fases. En este contexto se estudiará la influencia de la heterogeneidad espacial derivada de las fluctuaciones de concentración en la...