Propagación de ondas de choque en polímeros semicristalinos

LANCE, PEDRO SANTIAGO; VEGA, DANIEL ALBERTO; GÓMEZ, LEOPOLDO RAIMUNDO

Simposio; I Simposio de Modelado Multiescala para Biociencias y Nanomateriales en Argentina(I SiModAr); 2022

En las últimas décadas se ha observado que distintos materiales poliméricos presentan una resistencia al impacto superior a materiales convencionales basados en metales o cerámicos, con la ventaja de presentar baja densidad y transparencia controlable. A pesar de que aún no se determinó fehacientemente los principios microscópicos que conducen a que estos materiales presenten altas resistencias al impacto, se considera que esta propiedad proviene de la combinación de dominios rígidos (vítreos o cristalinos) con regiones blandas (amorfas), que permitirían la disipación y atenuación de ondas de choque. En este trabajo se estudia la disipación de ondas de choque en polímeros semicristalinos a través de simulaciones de dinámica molecular de grano grueso. Los polímeros semicristalinos son obtenidos a través de un modelo computacional de poly(vinyl alcohol) (PVA), basado en simulaciones atomísticas, ampliamente utilizado . El modelo define interacciones de enlace de tipo armónicas e interacciones de ángulo entre bonds vecinos utilizando un potencial tabulado. Con el objetivo de regular el porcentaje de regiones cristalinas, el potencial de ángulo es definido solo para cierto porcentaje de la cadena polimérica. El sistema es comprimido mediante un pistón con velocidad constante, lo que forma un frente de onda en el material con una velocidad constante. Para velocidades de compresión relativamente altas se produce una transición de fase en el sistema, las regiones cristalinasse funden(melting), al igual que en las compresiones rápidas de sólidos cristalinos.