Determinación de temperatura de transición vitrea en polimeros

Temperatura de transición vítrea de Peg

El objetivo de este trabajo fue determinar las principales características físicas de los polímeros de β-ciclodextrina, bien conocidos por mejorar las capacidades de complejación y proporcionar una liberación mejorada y sostenida de un amplio panel de fármacos. Se investigaron dos polímeros: un polímero de β-ciclodextrina (polyβ-CD) y un polímero de β-ciclodextrina parcialmente metilado (DS=0,57) (polyMe-β-CD). Las caracterizaciones físicas se realizaron mediante difracción de rayos X en polvo y calorimetría diferencial de barrido. Los resultados indican que estos polímeros son amorfos y que su transición vítrea se encuentra por encima del punto de degradación térmica de los materiales, lo que impide su observación directa y, por tanto, su caracterización completa. Sin embargo, pudimos estimar las temperaturas virtuales de transición vítrea mezclando los polímeros con diferentes plastificantes (trehalosa y manitol) que disminuyen la Tg lo suficiente como para hacer observable la transición vítrea. La extrapolación a una concentración cero de plastificante arroja entonces los siguientes valores de Tg: Tg (polyMe-β-CD)=317°C±5°C y Tg (polyβ-CD)=418°C±6°C.

Tabla de temperaturas de transición vítrea

ResumenLa temperatura de transición vítrea (Tg) es una propiedad clave que dicta la aplicabilidad de los polímeros conjugados. La Tg marca la transición a un estado vítreo frágil, lo que hace que su predicción precisa para los polímeros conjugados sea crucial para el diseño de electrónica blanda, estirable o flexible. Aquí mostramos que se puede utilizar un único parámetro ajustable para construir una relación entre la Tg y la estructura molecular de 32 polímeros semiflexibles (en su mayoría conjugados) que difieren drásticamente en la química de la columna vertebral aromática y la cadena lateral alquílica. Se calcula un valor de movilidad efectiva, ζ, utilizando un valor de movilidad atómica asignado dentro de cada unidad de repetición. El único parámetro ajustable en el cálculo de ζ es la relación de movilidad entre los átomos conjugados y no conjugados. Demostramos que ζ está fuertemente correlacionada con la Tg, y que este sencillo método predice la Tg con un error cuadrático medio de 13 °C para polímeros conjugados con cadenas laterales alquílicas.

Los autores declaran que los datos que apoyan los hallazgos de este manuscrito se pueden encontrar en la Información Suplementaria y están disponibles de forma gratuita en la ScholarSphere de Penn State en https://scholarsphere.psu.edu/collections/prr171z013.

Temperatura de transición vítrea pdf

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 frágil a un estado viscoso o gomoso a medida que aumenta la temperatura[1][2] Un sólido amorfo que presenta una transición vítrea se denomina vidrio. La transición inversa, que se consigue sobreenfriando un líquido viscoso hasta el estado vítreo, se denomina vitrificación.

La temperatura de transición vítrea Tg de un material caracteriza el rango de temperaturas en el que se produce esta transición vítrea. Siempre es inferior a la temperatura de fusión, Tm, del estado cristalino del material, si es que existe.

Los plásticos duros, como el poliestireno y el poli(metilmetacrilato), se utilizan muy por debajo de sus temperaturas de transición vítrea, es decir, cuando están en estado vítreo. Sus valores Tg se sitúan en torno a 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; el entrecruzamiento impide la libre circulación de sus moléculas, lo que confiere al caucho una forma fija a temperatura ambiente (a diferencia de un líquido viscoso)[3].

Temperatura de transición vítrea pp

La Tg se determinó utilizando la técnica de imágenes de microesferas para controlar la variación del índice de refracción de las microesferas de polímero en función de la temperatura. Se demostró que el método puede eliminar la mayor parte del retardo térmico y tiene una sensibilidad aproximadamente seis veces mayor que el método convencional en la determinación de la Tg. Así, la Tg determinada es más precisa y varía menos con la tasa de enfriamiento/calentamiento que la obtenida por los métodos convencionales. La característica más atractiva del método es que puede determinar simultáneamente la Tg de varios polímeros en un solo experimento, por lo que puede ahorrar mucho tiempo experimental y energía de calentamiento.

El método no sólo es aplicable a las microesferas de polímero, sino también a los materiales con formas arbitrarias. Por lo tanto, se espera que se aplique ampliamente a diferentes investigaciones fundamentales y aplicaciones prácticas de los polímeros.

IntroducciónLa temperatura de transición vítrea (Tg) es una de las propiedades más importantes que definen a un polímero. La Tg se produce a una temperatura bastante definida cuando el material deja de ser frágil y de carácter vítreo y se vuelve menos rígido y más gomoso[1]. Muchas propiedades físicas cambian profundamente a la temperatura de transición vítrea, como el coeficiente de expansión térmica, la capacidad calorífica, el índice de refracción, la amortiguación mecánica y las propiedades eléctricas, que son importantes para las aplicaciones de los materiales en química, alimentación, farmacia y óptica, etc.[2-5].

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