4.4.4 Medição de Tg
Temperaturas de transição da Vidro podem ser medidas por muitas técnicas. Nem todos os métodos produzirão o mesmo valor porque esta transição é dependente da taxa. Os segmentos de polímeros responderão a uma tensão aplicada, passando uns pelos outros se a amostra for deformada suficientemente lentamente para permitir que tais movimentos ocorram à temperatura experimental. Tal deformação não será recuperada quando a tensão for libertada, se a experiência tiver sido realizada acima de Tg. Se a velocidade a que a amostra é deformada numa determinada experiência for demasiado rápida para permitir que os segmentos macromoleculares respondam por fluxo, o polímero será observado a ser vítreo. Ou se quebrará antes da conclusão do ensaio ou recuperará as suas dimensões originais quando a tensão for removida. Em qualquer dos casos, a temperatura experimental terá sido indicada como sendo inferior a Tg. Como consequência, as temperaturas de transição vítrea observadas variam directamente com as taxas das experiências em que são medidas.
Os valores de Tg citados no Quadro 4.2 ou são medidos por métodos de taxa muito lenta ou são obtidos extrapolando os dados de técnicas mais rápidas, sem equilíbrio, para taxas zero. Esta é uma prática bastante comum, para que a temperatura de transição vítrea possa ser considerada como característica apenas do polímero e não do método de medição.
Muitos métodos relativamente lentos ou estáticos têm sido utilizados para medir Tg. Estes incluem técnicas para determinar a densidade ou volume específico do polímero em função da temperatura (cf. Fig. 4.1), bem como medições do índice de refracção, módulo elástico, e outras propriedades. A análise térmica diferencial e a calorimetria diferencial de varrimento são actualmente amplamente utilizadas para este fim, com simples correcções extrapolativas para os efeitos das taxas de aquecimento ou arrefecimento sobre os valores observados de Tg. Estes dois métodos reflectem as alterações no calor específico do polímero na transição entre o vidro e a borracha. As medições mecânicas dinâmicas, que são descritas nas secções 4.7.1 e 4.8, são também amplamente utilizadas para a localização de Tg.
Além disso, há muitas medições industriais relacionadas baseadas no ponto de amolecimento, dureza, rigidez, ou deflexão sob carga enquanto a temperatura está a ser variada a uma taxa estipulada. Não se faz normalmente qualquer tentativa para compensar a taxa de aquecimento nestes métodos, que produzem temperaturas de transição cerca de 10-20° mais elevadas do que as dos outros procedimentos mencionados. Algumas literaturas técnicas que são utilizadas para a concepção com plásticos citam temperaturas de fragilidade em vez de Tg. A primeira é normalmente aquela temperatura à qual metade dos espécimes testados se partem num teste de impacto especificado. Depende do polímero e também da natureza do impacto, da espessura da amostra, da presença ou ausência de entalhes, e assim por diante. Uma vez que a temperatura de fragilidade medida é fortemente influenciada pelas condições experimentais, não se pode esperar que se correlacione estreitamente com Tg ou mesmo com o comportamento de impacto de artigos poliméricos em condições de serviço que podem diferir muito das do método de teste de fragilidade.
Temperaturas de distorção de calor (HDT) são amplamente utilizadas como critérios de concepção para artigos poliméricos. Estas são temperaturas em que amostras com dimensões particulares distorcem uma dada quantidade sob cargas e deformações especificadas. Vários métodos de ensaio, tais como ASTM D648, são descritos em compilações de normas. Devido à tensão aplicada durante o ensaio, o HDT de um polímero é invariavelmente mais elevado do que o seu Tg.