La transición de vidrio, TG, es la temperatura a la que los epoxies curados pasan de ser rígidos y vidriosos a gomosos y más flexibles. La mayoría de nosotros pensamos en los epóxicos curados como materiales bastante duros (costa D); Y lo son, debido a la naturaleza reticulada de sus moléculas. Pero si los calienta, los enlaces moleculares se relajan un poco, se vuelven un poco más flexibles, y aunque el epoxi aún está reticulado, cualquier epoxi dado se vuelve más suave y más gomoso a temperaturas más altas.
La transición de vidrio es análoga al punto de fusión de un sólido (un cambio de fase). La diferencia es que los epóxicos no son moléculas simples, como el agua (piense en hielo) o átomos, como los metales puros. El hielo y los metales son materiales que tienen puntos de fusión bien definidos. Los epoxies son moléculas con longitudes de cadena que se enredan con las moléculas epoxi adyacentes, y cuando se curaron tienen sitios reticulados entre las moléculas. Un epoxi curado es una matriz que se une al azar como una masa rígida. Pero esa masa aún responde a los cambios de temperatura, pero no tan libremente como las moléculas sin restricciones del agua y los átomos de los metales.
El TG no es una temperatura única bien definida. El ablandamiento del epoxi ocurre en un rango de temperatura, típicamente de aproximadamente 10 grados. El diagrama a la izquierda muestra una versión generalizada del punto de transición TG. El lado izquierdo de la curva es la región del epoxi curado más sólido, con forma de vidrio. El lado derecho más inclinado de la curva es el estado gomoso del epoxi curado. Un solo punto, el TG, se determina extendiendo las partes lineales de la curva antes y después del punto de inflexión para llegar a un solo punto. En las hojas de datos, el TG generalmente se informa como un único número, ubicado en el centro en la inflexión de la curva.
El TG de cualquier epoxi curado dado depende del procedimiento de curado. El curado de temperatura ambiente da como resultado valores de TG más bajos. Se requiere un curado de temperatura elevado para valores de TG más altos. Los valores de TG más altos requieren la densidad máxima de reticulación, que requiere una temperatura suficiente para permitir que reaccionen incluso los sitios de reticulación más remotos. La reticulación completa es necesaria no solo para lograr un TG alto, sino también muchas de las otras propiedades físicas del epoxi que se indican en la hoja de datos. Esto enfatiza la importancia de desarrollar y mantener buenos controles de procesos para curar cualquier epoxi.
Una razón para considerar el TG es seleccionar un epoxi que sea apropiado para una aplicación. Para una aplicación que requiere un epoxi flexible, un TG bajo, algo por debajo de 0 ° C es apropiado. En la mayoría de los casos, esto en realidad no sería un epoxi; más probable que sea un material de silicona. Pero de cualquier manera, una silicona o epoxi flexible tiene la capacidad de moverse y absorber el estrés, como en una aplicación donde el epoxi actúa como un sellador, o proporciona protección de choque y vibración. Otras aplicaciones pueden requerir las propiedades físicas más fuertes del epoxi; en cuyo caso sería apropiado un TG alto (en relación con el rango operativo de la aplicación). Esto utilizaría la alta resistencia, compresión, tensión, etc. Propiedades del epoxi.
Otra razón para considerar el TG es que el coeficiente térmico de expansión (TCE o CTE) es menor a temperaturas por debajo del TG, y más grande para temperaturas por encima del TG, a veces de manera bastante dramática (como se muestra en la tabla a continuación).
Dependiendo de la aplicación, esto podría afectar el rendimiento de un dispositivo. Si este es el caso, entonces es importante seleccionar un epoxi con un TG que esté completamente por encima o por debajo del rango de temperatura de funcionamiento normal del dispositivo.
El resultado final en TG? El TG proporciona información importante sobre la naturaleza de cualquier epoxi a su temperatura de servicio.
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