Diferencia entre la temperatura de transición del vidrio y la temperatura de fusión

Diferencia principal: temperatura de transición del vidrio frente a la temperatura de fusión

La temperatura de transición vítrea y la temperatura de fusión son dos términos químicos que a menudo son confusos. La temperatura de transición vítrea se discute en la química del polímero porque esta transición se puede observar en compuestos poliméricos. Pero la temperatura de fusión se puede observar en cualquier compuesto. La principal diferencia entre la temperatura de transición vítrea y la temperatura de fusión es que la temperatura de transición vítrea describe la transición de un estado vítreo a un estado gomoso mientras que la temperatura de fusión describe la transición de una fase sólida a una fase líquida.

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué es la temperatura de transición de vidrio?
      - Definición, Factores que afectan la temperatura.
2. ¿Qué es la temperatura de fusión?
      - Definición, Factores que afectan la temperatura.
3. ¿Cuál es la diferencia entre la temperatura de transición del vidrio y la temperatura de fusión?
      - Comparación de diferencias clave

Términos clave: Amorfo, Cristalino, Punto de congelación, Temperatura de transición del vidrio, Temperatura de fusión, Polímero, Semicristalino, Polímeros termoestables

¿Qué es la temperatura de transición de vidrio?

La temperatura de transición vítrea es la temperatura a la que un estado vítreo duro de un material amorfo se convierte en un estado gomoso. Este término se discute con respecto a los compuestos poliméricos, ya que los polímeros, especialmente los polímeros termoestables, pueden experimentar esta transición vítrea. El corto plazo para la temperatura de transición vítrea es tg.

El estado vítreo de un polímero termoestable es muy duro y rígido. El estado gomoso es muy viscoso y flexible. Los polímeros cristalinos puros no tienen una temperatura de transición vítrea. Sólo los polímeros amorfos y los polímeros semicristalinos muestran esta propiedad. Los polímeros amorfos puros tienen solo la temperatura de transición vítrea.

Factores que afectan la temperatura de transición del vidrio

• Estructura química del polímero. - estructura principal, grupos colgantes, reticulación, polaridad de la cadena de polímeros, etc. La presencia de grupos colgantes voluminosos aumenta la tg porque los grupos voluminosos causan el aumento de la naturaleza amorfa. La reticulación aumenta tg porque las reticulaciones restringen el movimiento de rotación de las cadenas de polímero.
• Peso molecular del compuesto - La temperatura de transición vítrea es directamente proporcional al peso molecular..
• Plastificantes - Estos son los compuestos añadidos al material polimérico para mejorar las propiedades. Los plastificantes aumentan la tg debido a la reducción de las fuerzas de cohesión entre las cadenas de polímero. Aumenta la naturaleza amorfa del polímero..
• Flexibilidad - La flexibilidad es inversamente proporcional a la tg del compuesto..

Figura 01: Temperatura de transición del vidrio

Cada polímero con una estructura amorfa tiene su propia temperatura de transición vítrea única. Dependiendo de esto, diferentes temperaturas de transición vítrea de diferentes polímeros permiten que se utilicen para aplicaciones adecuadas. Por ejemplo, un material rígido con una temperatura de transición vítrea más baja es adecuado para aplicaciones de alta temperatura.

¿Qué es la temperatura de fusión?

La temperatura de fusión es la temperatura a la cual un material sólido se convierte en su forma líquida. En otras palabras, esta es la temperatura que hace que un sólido se derrita. Aquí se produce una transición de fase de la materia. En esta temperatura de fusión o el punto de fusión de una sustancia, la fase sólida y la fase líquida existen en equilibrio.

Figura 2: Punto de fusión

La temperatura de fusión también puede referirse a la punto de congelación. Esto se debe a que cuando la temperatura de un líquido disminuye gradualmente, el líquido se convierte en su fase sólida a la misma temperatura. Pero a veces pueden ser diferentes entre sí porque la formación sólida puede ocurrir a través de diferentes patrones de cristal..

A la temperatura de fusión de una sustancia, la entropía aumenta desde que se liberan las moléculas compactas de esa sustancia sólida. La temperatura de fusión es altamente dependiente de la presión. Por lo tanto, el punto de fusión de una sustancia se da a una presión específica, es decir, presión estándar.

Figura 3: Diagrama de fases del agua

Factores que afectan la temperatura de fusión de una sustancia

• Presión - La presión tiene un efecto directo sobre la temperatura de fusión. A mayor presión, mayor temperatura de fusión..
• Enlace químico - En compuestos que tienen fuertes enlaces químicos entre moléculas, las temperaturas de fusión son más altas.
• Forma y tamaño de las moléculas. - Las sustancias con moléculas más pequeñas se derriten fácilmente. La forma de las moléculas afecta el empaquetamiento de las moléculas dentro de una sustancia. Así que la forma también afecta a la temperatura de fusión..

Diferencia entre la temperatura de transición del vidrio y la temperatura de fusión

Definición

Temperatura de transición del vidrio: La temperatura de transición vítrea es la temperatura a la que un estado vítreo duro de un material amorfo se convierte en un estado gomoso.

Temperatura de fusión: La temperatura de fusión es la temperatura a la cual un material sólido se convierte en su forma líquida.

Transición

Temperatura de transición del vidrio: La temperatura de transición vítrea describe la transición de un estado vítreo a un estado de goma.

Temperatura de fusión: La temperatura de fusión describe la transición de una fase sólida a una fase líquida (transición de fase).

Sustancias

Temperatura de transición del vidrio: La temperatura de transición vítrea se puede observar en compuestos amorfos y semicristalinos..

Temperatura de fusión: La temperatura de fusión se puede observar en sustancias cristalinas..

Factores 

Temperatura de transición del vidrio: La temperatura de transición vítrea depende principalmente de la estructura química de la sustancia.

Temperatura de fusión: La temperatura de fusión depende principalmente de la unión química de las moléculas en la sustancia y la presión externa.

Conclusión

La temperatura de transición vítrea se puede observar en compuestos poliméricos amorfos y semicristalinos. La temperatura de fusión se puede observar en compuestos cristalinos. Pero la principal diferencia entre la temperatura de transición vítrea y la temperatura de fusión es que la temperatura de transición vítrea describe la transición de un estado vítreo a un estado gomoso, mientras que la temperatura de fusión describe la transición de una fase sólida a una fase líquida.

Referencias:

1. "Temperatura de transición del vidrio Tg". AdhesiveandGlue.com, disponible aquí.
2. “¿Qué es una temperatura de transición de vidrio? - Definición de Corrosionpedia. ”Corrosionpedia, disponible aquí 
3. “Punto de fusión”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11 de noviembre de 2017, disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. "Melting Ice Cubes" por jar [o] (CC BY 2.0) a través de Flickr
2. “Diagrama de calor de fase” Por NipplesMeCool en Wikilibros en inglés - Transferido de en.wikibooks a Commons., (Dominio público) a través de Commons Wikimedia