La temperatura de transición vítrea (Tg) es una propiedad muy útil para comprender las características térmicas de un sistema de resina epoxi. La Tg es la temperatura a la que el epoxi pasa de estado vítreo (sólido) a un estado blando y gomoso. Puede considerarse el punto en el que se produce una reducción mensurable de las propiedades físicas, resultante de la exposición a temperaturas elevadas.

Tenga en cuenta que los valores de Tg pueden registrarse tras una segunda aplicación de calor. La segunda aplicación de calor es el proceso de probar la muestra después de que esta haya estado expuesta a una primera aplicación de calor que tuviera como resultado una muestra poscurada a temperatura elevada, 200 °C. Un valor de Tg de la segunda aplicación de calor no es representativo de su muestra a menos que haya reproducido el programa de curado a 200 °C que se usó para la primera prueba de Tg.

Temperatura de deflexión al calor (HDT) de laminado

La HDT de laminado es la temperatura a la que un laminado habitual de 3,2 mm de epoxi/fibra de vidrio se deforma bajo una carga constante con los mismos parámetros de prueba indicados anteriormente. La HDT de un laminado es tan superior a la de una resina pura que no se deformará ni a la temperatura máxima de la prueba, de 300 °C.

Temperatura de deflexión al calor

La temperatura de deflexión al calor (HDT) es la temperatura a la que el se deforma el epoxi bajo una carga constante.

Una muestra se sumerge en aceite a una temperatura cuidadosamente calibrada y sometida a 1,82 MPa de estrés de flexión mecánica en el centro. La temperatura del aceite se eleva después gradualmente hasta que la barra alcance una deflexión de 0,25 mm en el centro. Esta temperatura se considera la temperatura de deflexión al calor.

Módulo de almacenamiento de comienzo de Tg DMA y pico tan delta

El analizador mecánico diferencial (DMA) determina la Tg utilizando un método mecánico. La muestra de prueba se coloca en un elemento de 3 puntos de flexión mecánica y se aplica una carga cíclica. Se aumenta la temperatura de la muestra y se mide el cambio de la deflexión. A medida que aumenta la temperatura durante la prueba, cambia la respuesta de la muestra. La respuesta de la muestra se traza utilizando tres gráficos diferentes, según cómo se transfiera la energía de flexión mecánica a la muestra: módulo de almacenamiento, módulo de pérdida y el tan delta.

Módulo de almacenamiento

Esta es la respuesta elástica. La parte recuperada de la energía aplicada originalmente a la muestra.

Módulo de pérdida

Esta es la energía absorbida por la muestra debido a la fricción y el movimiento interno.

Tan delta

Esta es la proporción existente entre el módulo de pérdida y el módulo de almacenamiento, el carácter de amortiguamiento de la muestra.

Cuando el epoxi está por debajo de su Tg, el módulo de almacenamiento es alto y el módulo de pérdida es bajo. La muestra libera energía de forma eficiente y no absorbe bien energía debido a su rigidez. Cuando la muestra se acerca a su Tg, desciende el módulo de almacenamiento. Ahora la muestra absorbe energía, aumentando el módulo de pérdida.

Módulo de almacenamiento de comienzo de Tg

Se trata de un valor conservador que indica una pérdida de rigidez medida.

Pico tan delta de Tg

Se trata del valor de Tg medido más alto.

Primera aplicación de calor de Tg DSC

Mientras que un DMA mide las propiedades térmicas de una muestra por medios mecánicos, un calorímetro diferencial de barrido (DSC) mide el flujo de calor que entra y sale de una muestra para determinar su Tg. Esta prueba se realiza colocando una muestra totalmente curada en una pequeña cubeta del DSC y calentándola a 200 °C a un ritmo de 10 °C por minuto. El flujo de calor que entra en la muestra se mide y compara con una cubeta de referencia vacía. Se mide y traza la diferencia de flujo de calor. En la curva trazada se produce una inflexión en la Tg; el comienzo se mide al principio de esta inflexión.

Tg DSC máxima

La Tg máxima es el mayor valor de Tg que se puede obtener para un sistema de epoxi concreto. Para conseguir esta resistencia a la temperatura en una aplicación, el epoxi debe poscurarse a una temperatura elevada predefinida durante una cantidad de tiempo específica.