Propiedades Viscoelásticas De Los Biomateriales

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Propiedades Viscoelásticas de Materiales Poliméricos.
Humberto Palza Cordero Alumno de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería. Mención Materiales Escuela de Postgrado Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Universidad de Chile I.- Introducción. Hace más de un siglo que se sabe que las macromoléculas poseen propiedades que se alejan de aquellas conocidas para otros tipos de materiales. Este conocimiento está basado en hechos experimentales, los cuales no son posibles de explicar aplicando los conceptos tradicionales, como elasticidad (materiales sólidos) y viscosidad (materiales líquidos). En realidad, la única forma de encontrar una explicación a lo observado experimentalmente ha sido suponer que las macromoléculas se comportan como
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Este principio dice que las contribuciones de las tensiones de las pequeñas deformaciones del pasado deben ser sumadas para dar la tensión en el tiempo t, luego integrando cada una de estas contribuciones se llega a una expresión análoga a las descrita anteriormente. Analicemos que es lo que pasa cuando a un material se le somete a una deformación del tipo sinusoidal, del tipo:

γ = γ 0 sin wt
Luego, la velocidad de deformación viene descrita por:

γ& = wγ 0 cos wt
Reemplazando esta expresión en la ecuación que rige a los materiales viscoelásticos, tenemos:


τ = ∫ G ( s ) wγ 0 cos w(t − s)ds
0

⎡ ∞ ⎤ ⎡ ∞ ⎤ τ = γ 0 ⎢ w∫ G ( s) sin wsds ⎥ sin wt + γ 0 ⎢ w∫ G ( s) cos wsds ⎥ cos wt ⎣ 0 ⎦ ⎣ 0 ⎦

Vemos de las expresiones anteriores que al aplicar una deformación del tipo sinusoidal la tensión necesaria posee dos componentes: una en fase con la deformación (típica de los materiales elásticos) y otra en desfase en 90º (material viscoso). Otra forma de ver lo anterior es decir que existe un desfase entre la deformación y la tensión. Así, se definen las funciones de modulo elástico o de almacenamiento (G’) y modulo

τ = γ 0 (G ' sin wt + G ' ' cos wt ) viscoso o modulo de perdida. Además de las funciones: η`=G``/w y η’’=G’/w.
II.- Propiedades Reológicas. Entrando de lleno al tema de las propiedades reológicas, se puede demostrar (basado en datos experimentales y

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