E5 Transição vítrea (Tg): Dependência do peso molecular e da mistura

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A massa molecular desse polímero, a mesma massa molecular que outro modelo desse conjunto estabelece com base na distribuição do comprimento da cadeia, determina, segundo a relação de Fox-Flory, a temperatura de transição vítrea do polímero: cada extremidade da cadeia contribui, ao seu redor, com um excesso de volume livre que não é contribuído por um segmento localizado no interior da mesma cadeia. Quanto menor essa massa molecular, maior o número de extremidades de cadeia por unidade de massa do polímero e, consequentemente, maior esse excesso total de volume livre. Uma massa molecular maior significa que, segundo a mesma relação de Fox-Flory, a temperatura de transição vítrea, com menos extremidades de cadeia contribuindo com esse excesso de volume livre por unidade de massa, se aproxima de um limite superior.

O fato de esse polímero estar misturado com um segundo componente, em vez de constituir a amostra inteira por si só, significa que a temperatura de transição vítrea dessa mistura é determinada, segundo a regra de Fox, pela proporção de cada um desses dois componentes nela. A regra de Fox combina a temperatura de transição vítrea que esse polímero teria isoladamente com a temperatura de transição vítrea que o segundo componente teria isoladamente, ponderando cada uma de acordo com a fração de massa que o componente ocupa na mistura. Uma fração de massa maior desse polímero na mistura significa que, de acordo com a regra de Fox, a temperatura de transição vítrea da mistura estará, portanto, mais próxima da temperatura de transição vítrea que esse polímero teria isoladamente.

Portanto, este modelo, com sua temperatura de transição vítrea e sua dependência da massa molecular e da mistura em que foi desenvolvido, mostra que a presença de um plastificante dissolvido entre as cadeias moleculares deste polímero produz, de acordo com a relação de Gordon-Taylor, uma depressão dessa mesma temperatura de transição vítrea: cada molécula desse plastificante, muito menor e mais móvel do que essas cadeias moleculares do polímero, intercala-se entre elas e contribui, assim como já contribui o volume livre associado a cada extremidade da cadeia molecular no mecanismo cinético de volume livre que compartilha com a transição vítrea descrita, para um material vítreo diferente, por outro modelo de conjunto diferente, um excesso de volume livre adicional que, consequentemente, reduz essa temperatura de transição vítrea. Uma maior concentração desse plastificante dentro do polímero significa que, de acordo com essa mesma relação de Gordon-Taylor, essa depressão da temperatura de transição vítrea é, consequentemente, maior.

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