Température de transition vitreuse
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La température de transition vitreuse d'un matériau Tg, est la température en-dessous de laquelle les molécules ont une faible mobilité relative ou autrement dit, a la plus grande modification de la capacité de déformation. La température Tg est habituellement utilisée pour les phases totalement ou partiellement amorphes telles que les verres et les plastiques.
Pour les verres minéraux (ou inorganiques), tels que le verre de silice (SiO2), elle est définie comme étant le milieu de l'intervalle de température dans lequel ils deviennent progressivement plus visqueux et passent de l'état liquide à l'état solide.
Les polymères thermoplastiques (non-réticulés) sont plus complexes car, en plus de posséder une température de fusion, Tm, au-dessus de laquelle leur structure cristalline disparaît, de tels plastiques ont une seconde température, plus basse Tg en-dessous de laquelle ils deviennent rigides et cassants, et peuvent fissurer ou se briser en éclats. Les substances pures de faible poids moléculaire telles que l'eau n'ont qu'une température de transition à l'état solide : en-dessous ce sont des solides cristallins (ou de la glace amorphe si le refroidissement en dessous de Tg est assez rapide) et au-dessus ce sont des liquides.
Au-dessus de Tg, les liaisons secondaires non-covalentes entre les chaînes des polymères deviennent faibles en comparaison de l'agitation thermique, et le polymère devient souple et capable de se déformer élastiquement ou plastiquement sans rupture. Ce comportement est l'une des propriétés qui rendent la plupart des plastiques si utiles. Un tel comportement n'existe pas pour les plastiques thermodurcissables réticulés qui, une fois fabriqués, le sont de manière irréversible et se briseront en éclats plutôt que se déformer, sans jamais redevenir plastiques ni fondre en étant chauffés.
La température de transition vitreuse d'un matériau peut être mesurée, par exemple, par DSC ou avec un viscoanalyseur.
[modifier] Température de transition vitreuse de quelques matériaux
| Polymère | Tg (°C) |
|---|---|
| Polyéthylène basse densité (PEBD) | −125 ou −30 also cited |
| Polypropylène (PP) (atactique) | −20 |
| Polyacétate de vinyle (PVAc) | 28 |
| Cire naturelle | 60 |
| 69 | |
| Polyalcool de vinyle (PVA) | 85 |
| Polychlorure de vinyle (PVC) | 81 |
| Polypropylène (PP) (isotactique) | 100 |
| Polystyrène (PS) | 100 |
| Polyméthyl méthacrylate(PMMA)(atactique) | 105 |
Ce sont seulement des ordres de grandeur, car la température de transition vitreuse dépend de la vitesse de refroidissement et de la distribution des poids moléculaires, et elle peut être influencée par les additifs.
Il faut noter également que pour un matériau semi-cristallin tel que le polyéthylène qui est cristallin à 60-80 % à température ambiante, la température de transition vitreuse indiquée correspond à celle de la partie amorphe du matériau lorsque la température baisse.
