Pagrindinis skirtumas – stiklo pereinamoji temperatūra ir lydymosi temperatūra
Elastomerų šiluminių savybių tyrimas yra būtinas norint nuspręsti dėl jų galutinio panaudojimo ir gamybos proceso parametrų. Šilumines elastomerų savybes galima tirti naudojant įvairius bandymo parametrus, tokius kaip pereinamoji temperatūra, naudingos temperatūros diapazonas, šiluminė talpa, šilumos laidumas, mechaninių savybių priklausomybė nuo temperatūros ir linijinio šiluminio plėtimosi koeficientas. Yra dviejų tipų temperatūros parametrai, kuriems taikomos pereinamosios temperatūros, būtent stiklėjimo temperatūra (Tg) ir lydymosi temperatūra (Tm). Polimerų pramonėje šios temperatūros naudojamos medžiagų ir jų kokybės parametrų identifikavimui. Polimerų pereinamąją temperatūrą galima labai tiksliai įvertinti naudojant pažangius instrumentus, tokius kaip dinaminis mechaninis analizatorius (DMA) ir diferencialinis skenavimo kalorimetras (DSC). Stiklėjimo temperatūroje amorfinėse polimero srityse dėl temperatūros pasikeitimo vyksta grįžtamasis fazės pokytis iš klampios į stiklinę arba atvirkščiai, o lydymosi temperatūroje kristalinės arba pusiau kristalinės polimero sritys pasikeičia į kieta amorfinė fazė. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp stiklėjimo temperatūros ir lydymosi temperatūros.
Kas yra stiklo pereinamoji temperatūra?
Stiklėjimo temperatūra yra temperatūra, kuriai esant klampi arba guminė amorfinio arba pusiau kristalinio polimero būsena pasikeičia į trapią, stiklinę būseną. Tai yra grįžtamasis perėjimas. Žemesnėje stiklėjimo temperatūroje polimerai yra kieti ir standūs kaip stiklas. Virš stiklėjimo temperatūros polimerai pasižymi klampiomis arba guminėmis savybėmis ir yra mažiau tvirti. Stiklėjimas yra antros eilės reakcija, nes keičiasi dariniai. Viršuje ir apačioje esantys polimero pokyčiai atsiranda dėl molekulinio judėjimo dėl energijos pokyčių. Šiai temperatūrai didelę įtaką daro molekulių struktūra. Be to, tai taip pat priklauso nuo ciklinės deformacijos dažnio, sudedamųjų dalių, tokių kaip plastifikatoriai, užpildai ir kt., poveikio ir temperatūros kitimo greičio.
01 pav.: Tankis pagal temperatūrą
Eksperimentiniais stebėjimais nustatyta, kad simetriškame polimere stiklėjimo temperatūra yra pusė jo lydymosi temperatūros, o nesimetriškame polimere stiklėjimo temperatūra yra 2/3 jo lydymosi vertės (laipsniais). Kelvinas). Tačiau šie santykiai nėra universalūs ir turi nukrypimų daugelyje polimerų. Stiklėjimas yra svarbus nustatant polimero veikimo diapazoną, įvertinant lankstumą ir reakcijos į mechaninį įtempį pobūdį.
Kas yra lydymosi temperatūra?
Lydymasis yra dar vienas svarbus polimerų šiluminių perėjimų parametras. Paprastai lydymosi temperatūra yra temperatūra, kurioje vyksta fazinis virimas; pavyzdžiui, kietas į skystą arba skystis į garus.
02 pav. Lydymas
Tačiau kalbant apie polimerus, lydymosi temperatūra yra temperatūra, kurioje vyksta perėjimas iš kristalinės arba pusiau kristalinės fazės į kietą amorfinę fazę. Lydymasis yra pirmos eilės endoterminė reakcija. Polimero lydymosi entalpija gali būti naudojama kristališkumo laipsniui apskaičiuoti, atsižvelgiant į tai, kad yra žinoma 100% to paties polimero lydymosi entalpija. Taip pat labai svarbu žinoti lydymosi temperatūrą, nes tai leidžia susidaryti supratimą apie polimero veikimo diapazoną.
Kuo skiriasi stiklo pereinamoji temperatūra ir lydymosi temperatūra?
Stiklo pereinamojo laikotarpio temperatūra ir lydymosi temperatūra |
|
| Stiklėjimo temperatūra – tai temperatūra, kuriai esant klampi arba guminė amorfinio arba pusiau kristalinio polimero būsena pasikeičia į trapią, stiklinę būseną. | Stiklėjimo temperatūra – tai temperatūra, kuriai esant klampi arba guminė amorfinio arba pusiau kristalinio polimero būsena pasikeičia į trapią, stiklinę būseną. |
| Reagavimo tvarka | |
| Stiklų perėjimas yra antros eilės reakcija. | Tirpimas yra pirmos eilės reakcija. |
| Aukščiau Tg arba Tm | |
| Amorfinės sritys tampa guminės, ne tokios standžios ir nėra trapios | Kristolinės sritys virsta kietomis amorfinėmis sritimis. |
| Žemiau Tg arba Tm | |
| Amorfinės sritys tampa stiklinės, standžios ir trapios. | Stabilios kristalinės sritys |
| Santykiai (pagal eksperimentinius stebėjimus) | |
| Tg=1/2 Tm (simetriniams polimerams) | Tg=2/3 Tm (nesimetriškiems polimerams) |
Santrauka – stiklo pereinamoji temperatūra ir lydymosi temperatūra
Tiek stiklėjimo, tiek lydymosi temperatūros yra labai svarbios polimerų šiluminio pereinamumo savybės. Esant aukštesnei stiklėjimo temperatūrai, polimerai turi guminių savybių, o žemiau šios temperatūros – stiklinių savybių. Stiklėjimas vyksta amorfiniuose polimeruose. Lydymasis yra fazės pasikeitimas iš kristalinės į kietą amorfinę. Lydymosi temperatūra yra svarbi kristališkumo laipsniui apskaičiuoti. Abi temperatūros vertės yra labai naudingos nustatant polimerų kokybę ir veikimo diapazoną.
Atsisiųsti stiklo pereinamosios temperatūros ir lydymosi temperatūros PDF versiją
Galite atsisiųsti šio straipsnio PDF versiją ir naudoti ją neprisijungus, kaip nurodyta citatos pastaboje. Atsisiųskite PDF versiją čia. Skirtumas tarp stiklo pereinamosios temperatūros ir lydymosi temperatūros
