Temperatura de transición vítrea para niños

Durante el calentamiento, el módulo E (Pa) de un polímero semicristalino decrece, en un principio, rápidamente. Luego pasa por un período de estabilización, en el gráfico se muestra un amesetamiento de la curva. En esta fase el material se presenta muy viscoso. Si la temperatura se incrementa aún más, el polímero se funde y el módulo es cero. Entre el estado rígido y el viscoso se encuentra la temperatura de transición vítrea Tg.

Vidrio soplado a una temperatura justo por encima de la transición vítrea

La temperatura de transición vítrea (Tg) es un punto especial de temperatura donde algunos materiales, como el vidrio o ciertos polímeros (plásticos), cambian su comportamiento. Imagina que un material muy duro y rígido, al calentarse, se vuelve más blando y flexible, como la goma. Esa temperatura donde ocurre este cambio es la Tg.

No es como cuando el hielo se derrite y se convierte en agua líquida. La Tg es una "pseudotransición", lo que significa que el material no se vuelve completamente líquido. Simplemente, sus partes internas empiezan a moverse más libremente. Por encima de la Tg, el material se vuelve menos denso, menos duro y menos rígido. También puede estirarse más sin romperse.

Este concepto es muy importante para entender cómo se comportan los plásticos y otros materiales en diferentes temperaturas.

¿Qué es la Temperatura de Transición Vítrea (Tg)?

La Tg es un punto intermedio entre un estado muy duro y un estado más blando o gomoso del material. Es como si el material pasara de ser un sólido rígido a un "líquido muy espeso" que fluye de forma extremadamente lenta. En este estado, las pequeñas partes que forman el material, llamadas segmentos, están casi "congeladas" en su movimiento.

Cuando la temperatura sube por encima de la Tg, las uniones entre las moléculas del material se debilitan. Esto permite que el polímero se vuelva más elástico y pueda deformarse sin romperse. Este comportamiento es típico de los polímeros termoplásticos, que son los que se pueden moldear con calor. Los polímeros termoestables, en cambio, no muestran este cambio.

La Tg en los Polímeros

Todos los polímeros termoplásticos tienen una Tg. Esto incluye tanto a los polímeros amorfos (que no tienen una estructura ordenada) como a los semicristalinos (que tienen algunas partes ordenadas y otras no).

• Los polímeros amorfos solo tienen una transición importante al calentarse: la Tg.
• Los polímeros semicristalinos tienen dos transiciones: la Tg y la temperatura de fusión (Tm), que es cuando sus partes ordenadas se derriten por completo.

La Tg es un valor muy importante en la ingeniería de polímeros. Nos dice a qué temperatura un plástico puede ser usado de forma segura. Por ejemplo, si un juguete de plástico se va a usar en un lugar muy frío, su Tg debe ser lo suficientemente baja para que no se vuelva quebradizo. Si se va a usar en un lugar caliente, su Tg debe ser lo suficientemente alta para que no se ablande demasiado.

Ejemplos de Tg en Polímeros Comunes

Aquí puedes ver la temperatura de transición vítrea (Tg) de algunos plásticos que quizás conozcas:

Véase también

En inglés: Glass transition Facts for Kids

• Procesos de relajación
• DSC
• Polímero
• Polímero semicristalino
• Polímero amorfo
• Transición vítrea dinámica