Explicando A Matéria: Diagramas de Fase em Polímeros

        No Explicando a Matéria de hoje será abordado os diagramas de fases em polímeros. A temperatura é um parâmetro que influencia diretamente a dissolução de um polímero em um solvente e, para as condições de baixa temperatura, o polímero geralmente não se dissolve muito bem em diversos solventes. No entanto, para a dissolução ocorrer, as cadeias de polímero devem ser desembaraçadas e, com o tempo, isso pode ocorrer com a formação de uma solução uniforme.

        Dessa forma, em um diagrama de fases típico para sistemas entre polímero e solvente, na condição de baixa temperatura, encontra-se uma região de separação de fase, na qual podemos identificar as composições de fases em equilíbrio, sendo que a localização do limite de fase vai depender da interação entre o polímero e o solvente. A partir disso, o aumento da temperatura vai promover interações entre o solvente e o polímero, fazendo com que as composições se aproximem até atingir a chamada temperatura crítica de solução superior (UCST - Upper Critical Solution Temperature). Em temperaturas maiores que a UCST, soluções monofásicas são encontradas por todas as composições. Por outro lado, em alguns sistemas também é observada a temperatura crítica de solução inferior (LCST - Lower Critical Solution Temperature), que é mais difícil de ser observada experimentalmente, pois muitas vezes se encontra acima dos pontos de ebulição dos solventes. Sendo assim, no caso de um polímero solúvel em um determinado solvente, o sistema está entre as temperaturas LCST e UCST.

        Outro aspecto característico desses diagramas são as curvas espinodal e binodal. Enquanto a última define o comportamento de equilíbrio de fases, a primeira refere-se ao mecanismo e à cinética de processos de separação de fases. Além disso, essas curvas definem regiões com diferentes graus de miscibilidade, sendo a primeira delas a região entre as duas curvas binodais, na qual encontra-se uma região miscível monofásica. Já a segunda refere-se às quatro regiões metaestáveis fragmentadas entre as curvas binodais e espinodais. Por último, as regiões limitadas pelas curvas espinodais são as que apresentam duas fases imiscíveis.

        Por fim, também podem ser encontrados diagramas de fases eutéticos em sistemas binários. Isso ocorre quando o soluto e o solvente podem cristalizar na faixa de temperatura de interesse.

Fonte: CALLISTER, W. D.; RETHWISCH, D. G. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. 9. ed.: LTC, 2016.