O que é transição de vidro?

Polímeros que não são estruturados como cristais no nível molecular mudam de estado com a temperatura de maneira diferente das substâncias cristalinas. A temperatura de transição vítrea é o ponto em que o polímero sofre uma mudança de estado. Os materiais acima dessa temperatura geralmente são mais flexíveis, e os de temperaturas mais frias são frágeis porque as moléculas não podem se dobrar ou se mover rapidamente para lugares diferentes. A transição vítrea é vista apenas em sólidos que não possuem moléculas dispostas em cristais; estes são chamados amorfos e incluem vidro, géis e filmes finos.

Dependendo do material, o ponto de transição vítrea ocorre a uma temperatura diferente, que está relacionada à sua capacidade de aquecimento. Alguns materiais, como a borracha, possuem moléculas cristalinas e amorfas. As temperaturas para cada objeto em um podem ser diferentes. As estruturas baseadas em cristais derretem a uma certa temperatura, mas as estruturas com ambos os tipos de moléculas tendem a fluir por longos períodos de tempo. Os componentes amorfos podem ser fortes a uma temperatura, enquanto as moléculas cristalinas podem estar em um estado derretido se já tiverem passado por transição de fase.

A transição vítrea é diferente da fusão real, porque não há calor latente para absorver aumentos de temperatura. Ao contrário de uma substância em fusão, um polímero em transição continuará a aquecer à medida que a temperatura de transição for atravessada. A capacidade de calor do polímero aumenta, no entanto, o processo pelo qual é submetido é chamado de transição de segunda ordem. Estruturas cristalinas absorvem o calor e não aumentam a temperatura enquanto estão derretendo.

Se fosse dobrado fisicamente, um objeto flexionaria como um pedaço de borracha quando estiver abaixo do ponto de transição vítrea. Também poderia permanecer sólido se as ligações moleculares forem fortes o suficiente para suportar a força. Objetos com moléculas não tão fortes quebram ou quebram abaixo da temperatura de transição vítrea. Os painéis de carro de plástico e os de plástico geralmente reagem de maneira semelhante com as mudanças de temperatura.

Os materiais amorfos requerem uma certa quantidade de energia térmica para alterar sua estrutura molecular. A transição vítrea depende da energia necessária para alterar o estado de um material específico. O fenômeno é diferente de derreter também porque não é tão aparente. Muitas vezes, os materiais não mostram as propriedades associadas após a transição vítrea, a menos que uma força lhes seja aplicada. A fusão, no entanto, é visualmente aparente e tem um efeito mais dramático, como quando um cubo de gelo cristalino derrete na água que flui rapidamente pela superfície.