Lentes de transición
La transición vidrio-líquido , o transición vítrea , es la transición gradual y reversible en materiales amorfos (o en regiones amorfas dentro de materiales semicristalinos ) de un estado "vítreo" duro y relativamente quebradizo a un estado viscoso o gomoso a medida que aumenta la temperatura. [1] [2] Un sólido amorfo que exhibe una transición vítrea se llama vidrio . La transición inversa, lograda al sobreenfriar un líquido viscoso al estado de vidrio, se llama vitrificación .
La temperatura de transición vítrea T g de un material caracteriza el rango de temperaturas en las que se produce esta transición vítrea. Siempre es inferior a la temperatura de fusión , Tm , del estado cristalino del material, si existe.
Los plásticos duros como el poliestireno y el poli(metacrilato de metilo) se utilizan muy por debajo de sus temperaturas de transición vítrea, es decir, cuando se encuentran en su estado vítreo. Sus valores de Tg están ambos alrededor de los 100 °C (212 °F). Los elastómeros de caucho como el poliisopreno y el poliisobutileno se utilizan por encima de su Tg , es decir, en estado gomoso, donde son blandos y flexibles ; la reticulación impide el flujo libre de sus moléculas, lo que le da al caucho una forma fija a temperatura ambiente (a diferencia de un líquido viscoso). [3]
A pesar del cambio en las propiedades físicas de un material a través de su transición vítrea, la transición no se considera una transición de fase ; más bien es un fenómeno que se extiende sobre un rango de temperatura y está definido por una de varias convenciones. [2] [4] [5] Tales convenciones incluyen una tasa de enfriamiento constante (20 Kelvin por minuto (36 °F/min)) [1] y un umbral de viscosidad de 10 12 Pa·s , entre otros. Al enfriarse o calentarse a través de este rango de transición vítrea, el material también exhibe un paso suave en el coeficiente de expansión térmica y en el calor específico., con la ubicación de estos efectos nuevamente dependiendo de la historia del material. [6] La cuestión de si alguna transición de fase subyace a la transición vítrea es un tema de investigación continua. [4] [5] [7] [ ¿cuándo? ]
transición vítrea (en ciencia de polímeros): proceso en el que un polímero fundido cambia al enfriarse a un polímero de vidrio o un polímero de vidrio cambia al calentarse a un polímero fundido. [8]Nota 1: Los fenómenos que ocurren en la transición vítrea de los polímeros aún están sujetos a investigación y debate científicos en curso. La transición vítrea presenta características de una transición de segundo orden ya que los estudios térmicos a menudo indican que las energías molares de Gibbs, las entalpías molares y los volúmenes molares de las dos fases, es decir, la masa fundida y el vidrio, son iguales, mientras que la capacidad calorífica y las expansiones son discontinuas. Sin embargo, la transición vítrea generalmente no se considera como una transición termodinámica en vista de la dificultad inherente de alcanzar el equilibrio en un polímero de vidrio o en un polímero fundido a temperaturas cercanas a la temperatura de transición vítrea.
Nota 2: En el caso de los polímeros, los cambios conformacionales de los segmentos, que normalmente constan de 10 a 20 átomos de la cadena principal, se vuelven infinitamente lentos por debajo de la temperatura de transición vítrea.
