Ciencia del tostado

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Comportamiento de frijol

RS 3.07 La Transición del Vidrio

La transición vítrea es un cambio en las propiedades físicas de un material, de frágil y de 'vidrioso' a 'gomoso', o blando y viscoso. Si calienta gradualmente un disco duro, frágil el plastico, eventualmente se volverá suave y maleable. La temperatura a la que esto ocurre se denomina temperatura de transición vítrea.

Muchos polímeros (incluida la celulosa que forma la estructura de las paredes celulares de un grano de café) son ligeramente elásticos por debajo de su temperatura de transición vítrea. Esto significa que cambiarán de forma bajo la fuerza, como la fuerza generada por la presión del vapor que se acumula dentro del grano. Sin embargo, si elimina esa fuerza, la estructura elástica recuperará su forma original. Pero si los presiona demasiado, se romperán.

Cuando su temperatura supera su temperatura de transición vítrea, la estructura se ablanda, por lo que, bajo la misma fuerza, se estirará mucho más y puede cambiar de forma de forma permanente. Esta es la razón por la que, por ejemplo, una bolsa de polietileno es elástica: la temperatura de transición vítrea del LDPE es de alrededor de -100 °C, por lo que es flexible a temperatura ambiente (verde 2021).

Debido a que la temperatura ambiente excede su temperatura de transición vítrea, las bolsas de polietileno pueden estirarse y deformarse permanentemente.

Los polímeros complejos pueden tener múltiples transiciones a diferentes temperaturas, correspondientes a las transiciones de diferentes partes de la estructura del polímero. La celulosa, por ejemplo, tiene transiciones alrededor de 220 °C, 175 °C y 17 °C (Ioelovich 2016). La estructura de un grano de café, que está hecho de múltiples polímeros complejos, tiene múltiples temperaturas de transición, cada una de las cuales da como resultado diferentes cambios en las propiedades físicas del grano.

El agua es un plastificante eficaz para la celulosa y otros polímeros en un grano de café (Pittia y Sacchetti 2008). Su presencia suaviza las estructuras poliméricas y reduce la temperatura de transición vítrea. La transición vítrea principal de la celulosa húmeda está por debajo de la temperatura ambiente; por eso, la camisa se arruga cuando la lava. Una vez que la camisa está seca, la temperatura de transición vítrea es mucho más alta,