CAP3

Capítulo 3: Transición Vítrea en Polímeros Huésped-Anfitrión

Capítulo 3
Transición Vítrea en Polímeros Huésped-Anfitrión (H-A)
3.1
3.2

Introducción.
La Transición Vítrea - Consideraciones Generales.
3.2.1 Definiciones
3.2.2 Aspectos Termodinámicos
3.2.3 Temperatura de la transición

3.3

Fotoacústica en Polímeros H-A
3.3.1 Introducción: Técnicas Experimentales.
3.3.2 El efecto Fotoacústico3.3.3. Fotoacústica modulada o pulsada

3.4

Generación de señales acústicas en sólidos.
3.4.1 Mecanismos de generación de ondas acústicas en sólidos.

3.5

Desarrollo Experimental
3.5.1 Señales Obtenidas
3.5.2 Resultados Experimentales
3.5.2.1 Comportamiento del portamuestras
3.5.2.2 Linealidad con la energía y estabilidad de la señal fotoacústica

3.6

Calorimetría Diferencial en Polímeros Dopados3.6.1 Introducción
3.6.2 Desarrollo Experimental (principios y construcción)
3.6.3 Resultados Experimentales

3.7
3.8
3.9

Estimación de la Energía de Activación
Discusión y Conclusiones Parciales
Bibliografía

31

Capítulo 3: Transición Vítrea en Polímeros Huésped-Anfitrión

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3. Transición Vítrea en Polímeros H-A

3.1

Introducción
Las películas delgadas de polímeros dopados con moléculasdipolares y polarizados

por un campo eléctrico intenso poseen como vimos en el capítulo 2 propiedades ópticas no
lineales de gran interés. Debido a la combinación de una gran polarizabilidad de segundo
orden en la molécula huésped y la obtención de una estructura carente de simetría central en
el material polarizado se obtiene generación de segunda armónica muy eficientemente. La
polarización delmaterial puede ser realizada a temperatura ambiente, pero polarizando a alta
temperatura, cercana a la temperatura de transición vítrea, se logran varias ventajas para
polímeros, ya que es posible obtener un incremento en la movilidad de rotación de la
molécula huésped y una mayor orientación. Por lo cual, en este campo como en otros de alto
interés tecnológico, es útil una fácil determinación de latemperatura de transición vítrea o de
reblandecimiento.
En este capítulo en primer lugar, se describirán las propiedades fundamentales que
ocurren en los polímeros amorfos en la zona de transición vítrea o de reblandecimiento, con
el objetivo de puntualizar los principales cambios físicos que ocurren en un polímero cuando
se eleva su temperatura a valores por sobre la temperatura de transiciónvítrea. Luego se
analizará la aplicación de la técnica de Fotoacústica Pulsada para la determinación y
caracterización de la transición vítrea o reblandecimiento de películas delgadas de polímeros
dopados con colorante y finalmente, se contrastará ésta con la técnica convencional de

Capítulo 3: Transición Vítrea en Polímeros Huésped-Anfitrión

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Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), la cualse describe en la sección 3.6. Este
contraste nos servirá para identificar la zona, en la escala de temperaturas, donde se produce
la transición y de este modo definir la temperatura característica de la misma.

3.2

La Transición Vítrea - Consideraciones Generales
Cuando un polímero sólido, parcial o totalmente amorfo, se somete a un tratamiento

térmico, este sufre cambios en sus propiedadesmacroscópicas, los cuales serán más abruptos
si se sobrepasa cierta temperatura característica. Por encima de esta temperatura el sólido se
comporta como un semi-líquido tendiendo a cero su módulo de esfuerzo cortante.
Esta transición se lleva a cabo dentro de un rango de temperaturas de hasta varias
decenas de grados. Pero convencionalmente se caracteriza la transición por medio de una
temperaturadeterminada, que se toma arbitrariamente en el intervalo de la transición.
Cuando el proceso se lleva a cabo enfriando la muestra, la transición se denomina
vitrificación, siendo Tg la temperatura de transición vítrea, mientras que, cuando se calienta
la muestra la transición se denomina reblandecimiento, siendo Tg’ la temperatura de
reblandecimiento.
Generalmente dichas temperaturas no coinciden...