Az elasztomerek termikus tulajdonságainak vizsgálata elengedhetetlen azok végső alkalmazásának és a gyártási folyamat paramétereinek meghatározásához. Az elasztomerek hő tulajdonságait különböző tesztparaméterekkel, például átmeneti hőmérsékletek, hasznos hőmérsékleti tartomány, hőkapacitás, hővezető képesség, a mechanikai tulajdonságok hőmérsékleti függése és a lineáris hőtágulási együttható függvényében lehet megvizsgálni. Kétféle hőmérsékleti paraméter tartozik az átmeneti hőmérsékletek alá, nevezetesen az üvegesedési hőmérséklet (Tg) és olvadási hőmérséklet (Tm). A polimeriparban ezeket a hőmérsékleteket használják az anyagok és minőségi paramétereik azonosítására. A polimerek átmeneti hőmérséklete nagyon pontosan megbecsülhető olyan fejlett műszerekkel, mint például a dinamikus mechanikai analizátor (DMA) és a differenciális pásztázó kaloriméter (DSC).. Üvegesedési hőmérsékleten a fázis visszafordítható változása viszkózusról üvegesre vagy fázisra oda-vissza a polimer amorf régióiban fordul elő hőmérsékletváltozás következtében, míg az olvadási hőmérsékleten a polimer kristályos vagy félig kristályos részei szilárd amorf fázissá alakulnak.. Ez a legfontosabb különbség az üvegátmeneti hőmérséklet és az olvadási hőmérséklet között.
1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi az üvegátmeneti hőmérséklet?
3. Mi az olvadási hőmérséklet?
4. Összehasonlítás egymással - Üvegátmeneti hőmérséklet vs. olvadási hőmérséklet táblázatos formában
5. Összegzés
Az üvegesedési hőmérséklet az a hőmérséklet, amelyen az amorf vagy félig kristályos polimer viszkózus vagy gumiszerű állapota törékeny, üveges állapotba változik. Ez egy megfordítható átmenet. Az üvegátmeneti hőmérsékletek alatt a polimerek kemények és merevek, mint az üveg. Üvegátmeneti hőmérsékleten a polimerek viszkózus vagy gumiszerű tulajdonságokat mutatnak, kevesebb merevséggel. Az üvegátmenet egy második rendű reakció, mivel megváltozik a származékok. A polimer fenti és alsó részében bekövetkező változások az energiaváltozások miatt bekövetkező molekuláris mozgás következtében lépnek fel. Ezt a hőmérsékletet nagymértékben befolyásolja a molekulák szerkezete. Ezenkívül az is függ a ciklikus deformáció gyakoriságától, az összetevők összekeverésének, például lágyítók, töltőanyagok stb. Hatásától, valamint a hőmérséklet-változás sebességétől..
01. ábra: Sűrűség a hőmérsékleten
Kísérleti megfigyelések szerint azt találtuk, hogy egy szimmetrikus polimerben az üvegátmeneti hőmérséklet az olvadás hőmérsékletének fele, míg a szimmetrikus polimerben az üvegátmeneti hőmérséklet olvadáspontjának 2/3-a (Kelvin-fokban). Ezek a kapcsolatok azonban nem egyetemesek, és sok polimerben eltéréseket mutatnak. Az üvegesedés fontos a polimer munkatartományának meghatározása szempontjából, értékelve a rugalmasságot és a mechanikai igénybevételre adott reakció jellegét.
Az olvadás a polimerek hőátmenetének másik fontos paramétere. Az olvadási hőmérséklet általában az a hőmérséklet, amelyen a fázisátmenet megtörténik; például szilárd folyadékig vagy folyékony gőzzé.
02 ábra: Olvadás
Ami a polimereket illeti, az olvadás hőmérséklete az a hőmérséklet, amelyen a kristályos vagy félig kristályos fázistól szilárd amorf fázisra való áttérés zajlik. Az olvadás elsőrendű endoterm reakció. A polimer olvadásának entalpiája felhasználható a kristályossági fok kiszámítására, mivel ismert ugyanannak a polimernek az olvadási entalpia 100% -a. Az olvadási hőmérséklet ismerete szintén nagyon fontos, mivel ez képet ad a polimer működési tartományáról.
Üvegátmeneti hőmérséklet vs. olvadási hőmérséklet | |
Az üvegesedési hőmérséklet az a hőmérséklet, amelyen az amorf vagy félig kristályos polimer viszkózus vagy gumiszerű állapota törékeny, üveges állapotba változik. | Az üvegesedési hőmérséklet az a hőmérséklet, amelyen az amorf vagy félig kristályos polimer viszkózus vagy gumiszerű állapota törékeny, üveges állapotba változik. |
A reakció sorrendje | |
Az üvegátmenet egy második rendű reakció. | Az olvadás elsőrendű reakció. |
T felettg vagy Tm | |
Az amorf régiók gumiszerűbbek, kevésbé merevek és nem törékenyek | A kristályos régiók szilárd amorf régiókká alakulnak. |
T alattg vagy Tm | |
Az amorf régiók üvegesek, merevek és törékenyek. | Stabil kristályos régiók |
Kapcsolat (kísérleti megfigyelések szerint) | |
Tg = 1/2 Tm (szimmetrikus polimerek esetén) | Tg = 2/3 Tm (szimmetrikus polimerek esetén) |
Mind az üvegesedési, mind az olvadási hőmérsékletek a polimerek nagyon fontos hőátmeneti tulajdonságai. Az üvegátmeneti hőmérséklet felett a polimerek gumi tulajdonságokkal rendelkeznek, míg ezen a hőmérsékleten üveg tulajdonságaik vannak. Az üvegesedés amorf polimerekben fordul elő. Olvadás: a fázis kristályosról szilárd amorfre változik. Az olvadási hőmérséklet fontos a kristályossági fok kiszámításához. Mindkét hőmérsékleti érték rendkívül hasznos a polimerek minőségének és működési tartományának meghatározásához.
Letöltheti e cikk PDF verzióját, és offline célokra felhasználhatja, az idézet megjegyzésének megfelelően. Töltse le itt a PDF verziót. Az üveg átmeneti hőmérséklete és az olvadási hőmérséklet közötti különbség
1. Adams, Robert D. és munkatársai. Szerkezeti ragasztócsuklók a mérnöki munkában Chapman és Hall, 1997.
2. Gowariker, V. R., Viswanathan, N. V., és Sreedhar, J. Polimer tudomány. New Age International, 1986.
3. Rosato, Donald V. és Marlene G. Rosato. Műanyag tömör enciklopédia. Springer Tudományos és Üzleti Média, 2000.
1. Booyabazooka „Sűrűség a hőmérsékleten” részéről az angol Wikipedia-ban (CC BY-SA 3.0) a Commons Wikimedia segítségével
2. „Fekete és szürke jég” (CC0) a PEXELS-en keresztül