Cristalinidade por Densidade

Cristalinidade pelo método da densidade

Existe um método independente do DSC para medir o grau de cristalinidade, baseado numa observação simples: nas regiões cristalinas, as cadeias estão compactadas de forma ordenada, ocupando menos espaço; nas regiões amorfas, ficam soltas e desordenadas, ocupando mais. Por isso a fase cristalina é mais densa que a amorfa, e a densidade total da amostra reflete diretamente sua cristalinidade. A fórmula, derivada de um modelo de duas fases (assumindo aditividade dos volumes), é X_c = [ρ_c·(ρ − ρ_a)] ÷ [ρ·(ρ_c − ρ_a)] × 100%, onde ρ é a densidade medida da amostra, ρ_a a densidade da fase 100% amorfa e ρ_c a da fase 100% cristalina (ambas valores de referência do polímero, obtidos de cristais perfeitos por difração de raios X e de amostras totalmente amorfas por têmpera rápida). Quanto mais próxima a densidade da amostra estiver de ρ_c, maior a cristalinidade. A grande vantagem do método é a precisão e simplicidade da medida de densidade. A técnica clássica é a coluna de gradiente de densidade: um tubo preenchido com uma mistura de líquidos cuja densidade varia continuamente da base ao topo; o pedaço de polímero é colocado dentro e flutua na altura exata onde a densidade do líquido iguala a sua, permitindo leitura muito precisa. Também se usa picnometria. Os resultados costumam concordar bem com os do DSC, e os dois métodos juntos dão uma caracterização robusta. O método da densidade assume que não há vazios (poros, bolhas) na amostra, que falsificariam a leitura. Informe as densidades da amostra, amorfa e cristalina.