¿Qué es la temperatura de transición vítrea?
La temperatura de transición vítrea de los polímeros (denotada como Tg) es el punto en el que un polímero pierde su rigidez y adquiere características elásticas. Una sustancia por debajo de su Tg tendrá un movimiento restringido, lo que la hará rígida y quebradiza. Por el contrario, un polímero por encima de la temperatura de transición vítrea adquiere mucha mayor movilidad y se vuelve blando y elástico.
Cómo medir la temperatura de transición vítrea
Una técnica que permite detectar la transición vítrea es la calorimetría diferencial de barrido (DSC), que mide los cambios en la capacidad calorífica de la sustancia. Con esta técnica, la transición vítrea se produce cuando una caída repentina en el flujo de calor (en relación con un estándar) indica que la muestra se ha ablandado y está absorbiendo más calor. Otra técnica es el análisis termomecánico (TMA), que mide los cambios en la resistencia a la compresión de una sustancia en un rango de temperaturas. Al igual que la DSC, el TMA primero expone la muestra a ciclos de calentamiento y enfriamiento, y luego mide cuánto se desplaza una sonda, mantenida a una fuerza constante, desde su posición inicial a medida que aumenta la temperatura. La transición vítrea es el cambio de pendiente en una gráfica de desplazamiento (medido en micras) frente a la temperatura. La idea detrás del TMA es que, por encima de la transición vítrea, la pendiente aumenta a medida que el material se ablanda y la sonda penetra más fácilmente en la muestra. La Figura 1 a continuación compara una curva de DSC con una de TMA.
Transición vítrea de polímeros comunes
La temperatura de transición vítrea varía considerablemente entre las resinas de encapsulado estándar, lo que afecta a algunas características físicas clave. La temperatura típica de transición vítrea de las resinas epoxi Bis-A es de 40-60 °C, pero puede superar los 100 °C con las resinas Novalac. En comparación, la transición vítrea de la silicona se sitúa alrededor de los -60 °C, razón por la cual las siliconas tienen un módulo tan bajo a temperatura ambiente. La transición vítrea del poliuretano abarca un amplio rango de temperaturas, dependiendo de los prepolímeros utilizados, al igual que la dureza del material curado.
Referencias
Todas las figuras se crearon utilizando BioRender.com.
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Polímeros, MC (s.f.). Explicación de la temperatura de transición vítrea. Mallard Creek Polymers. Recuperado el 3 de junio de 2022, de https://www.mcpolymers.com/library/understanding-the-glasstransition-temperature
