Ορισμός θερμοκρασίας υαλώδους μετάπτωσης
Θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης (Tg) είναι η θερμοκρασία στην οποία ένα πολυμερές μεταβαίνει από ελαστική σε υαλώδη κατάσταση. Αναφέρεται στη θερμοκρασία μετάβασης ενός άμορφου πολυμερούς (συμπεριλαμβανομένου του μη κρυσταλλικού μέρους σε ένα κρυσταλλικό πολυμερές) από υαλώδη σε εξαιρετικά ελαστική κατάσταση ή από την τελευταία στην πρώτη. Είναι η χαμηλότερη θερμοκρασία στην οποία τα μακρομοριακά τμήματα των άμορφων πολυμερών μπορούν να κινούνται ελεύθερα. Συνήθως αντιπροσωπεύεται από Tg. Διαφέρει ανάλογα με τη μέθοδο και τις συνθήκες μέτρησης.
Αυτός είναι ένας σημαντικός δείκτης απόδοσης των πολυμερών. Πάνω από αυτή τη θερμοκρασία, το πολυμερές εμφανίζει ελαστικότητα. Κάτω από αυτή τη θερμοκρασία, το πολυμερές εμφανίζει ευθραυστότητα. Πρέπει να λαμβάνεται υπόψη όταν χρησιμοποιείται ως πλαστικά, καουτσούκ, συνθετικές ίνες κ.λπ. Για παράδειγμα, η θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης του πολυβινυλοχλωριδίου είναι 80°C. Ωστόσο, δεν είναι το ανώτερο όριο της θερμοκρασίας λειτουργίας του προϊόντος. Για παράδειγμα, η θερμοκρασία λειτουργίας του καουτσούκ πρέπει να είναι πάνω από τη θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης, διαφορετικά θα χάσει την υψηλή ελαστικότητά του.
Επειδή ο τύπος του πολυμερούς διατηρεί τη φύση του, το γαλάκτωμα έχει επίσης θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης, η οποία αποτελεί δείκτη της σκληρότητας της μεμβράνης επικάλυψης που σχηματίζεται από το πολυμερές γαλάκτωμα. Το γαλάκτωμα με υψηλή θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης έχει μια επίστρωση με υψηλή σκληρότητα, υψηλή στιλπνότητα, καλή αντοχή στους λεκέδες και δεν μολύνεται εύκολα, και οι άλλες μηχανικές του ιδιότητες είναι αντίστοιχα καλύτερες. Ωστόσο, η θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης και η ελάχιστη θερμοκρασία σχηματισμού μεμβράνης είναι επίσης υψηλές, γεγονός που δημιουργεί ορισμένα προβλήματα στη χρήση σε χαμηλές θερμοκρασίες. Αυτό αποτελεί αντίφαση, και όταν το πολυμερές γαλάκτωμα φτάσει σε μια ορισμένη θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης, πολλές από τις ιδιότητές του θα αλλάξουν σημαντικά, επομένως πρέπει να ελέγχεται η κατάλληλη θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης. Όσον αφορά το τροποποιημένο με πολυμερές κονίαμα, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης, τόσο υψηλότερη είναι η αντοχή σε θλίψη του τροποποιημένου κονιάματος. Όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση του τροποποιημένου κονιάματος σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Ορισμός ελάχιστης θερμοκρασίας σχηματισμού φιλμ
Η ελάχιστη θερμοκρασία σχηματισμού φιλμ είναι σημαντικήδείκτης ξηρού μικτού κονιάματος
Το MFFT αναφέρεται στην ελάχιστη θερμοκρασία στην οποία τα σωματίδια πολυμερούς στο γαλάκτωμα έχουν επαρκή κινητικότητα ώστε να συσσωματωθούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν μια συνεχή μεμβράνη. Κατά τη διαδικασία σχηματισμού μιας συνεχούς μεμβράνης επικάλυψης από το πολυμερές γαλακτώματος, τα σωματίδια πολυμερούς πρέπει να σχηματίζουν μια πυκνά συσκευασμένη διάταξη. Επομένως, εκτός από την καλή διασπορά του γαλακτώματος, οι συνθήκες για τον σχηματισμό μιας συνεχούς μεμβράνης περιλαμβάνουν επίσης την παραμόρφωση των σωματιδίων πολυμερούς. Δηλαδή, όταν η τριχοειδής πίεση του νερού δημιουργεί σημαντική πίεση μεταξύ των σφαιρικών σωματιδίων, όσο πιο κοντά είναι διατεταγμένα τα σφαιρικά σωματίδια, τόσο μεγαλύτερη είναι η αύξηση της πίεσης.
Όταν τα σωματίδια έρχονται σε επαφή μεταξύ τους, η πίεση που δημιουργείται από την εξάτμιση του νερού αναγκάζει τα σωματίδια να συμπιεστούν και να παραμορφωθούν για να συνδεθούν μεταξύ τους και να σχηματίσουν μια μεμβράνη επικάλυψης. Προφανώς, για γαλακτώματα με σχετικά σκληρούς παράγοντες, τα περισσότερα από τα σωματίδια πολυμερούς είναι θερμοπλαστικές ρητίνες, όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο μεγαλύτερη είναι η σκληρότητα και τόσο πιο δύσκολο θα είναι να παραμορφωθούν, επομένως υπάρχει πρόβλημα ελάχιστης θερμοκρασίας σχηματισμού μεμβράνης. Δηλαδή, κάτω από μια ορισμένη θερμοκρασία, αφού εξατμιστεί το νερό στο γαλάκτωμα, τα σωματίδια πολυμερούς βρίσκονται ακόμα σε διακριτή κατάσταση και δεν μπορούν να ενσωματωθούν. Επομένως, το γαλάκτωμα δεν μπορεί να σχηματίσει μια συνεχή ομοιόμορφη επικάλυψη λόγω της εξάτμισης του νερού. Και πάνω από αυτή τη συγκεκριμένη θερμοκρασία, όταν εξατμίζεται το νερό, τα μόρια σε κάθε σωματίδιο πολυμερούς θα διεισδύσουν, θα διαχυθούν, θα παραμορφωθούν και θα συσσωματωθούν για να σχηματίσουν μια συνεχή διαφανή μεμβράνη. Αυτό το κατώτερο όριο θερμοκρασίας στην οποία μπορεί να σχηματιστεί μεμβράνη ονομάζεται ελάχιστη θερμοκρασία σχηματισμού μεμβράνης.
Το MFFT είναι ένας σημαντικός δείκτηςπολυμερές γαλάκτωμα, και είναι ιδιαίτερα σημαντικό να χρησιμοποιείται γαλάκτωμα κατά τη διάρκεια περιόδων χαμηλής θερμοκρασίας. Η λήψη κατάλληλων μέτρων μπορεί να διασφαλίσει ότι το πολυμερές γαλάκτωμα θα έχει μια ελάχιστη θερμοκρασία σχηματισμού μεμβράνης που να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις χρήσης. Για παράδειγμα, η προσθήκη ενός πλαστικοποιητή στο γαλάκτωμα μπορεί να μαλακώσει το πολυμερές και να μειώσει σημαντικά την ελάχιστη θερμοκρασία σχηματισμού μεμβράνης του γαλακτώματος ή να προσαρμόσει την ελάχιστη θερμοκρασία σχηματισμού μεμβράνης. Τα γαλακτώματα πολυμερών με υψηλότερη περιεκτικότητα χρησιμοποιούν πρόσθετα κ.λπ.
Το MFFT του ΛόνγκουΕπαναδιασπειρόμενη σκόνη λάτεξ VAEείναι γενικά μεταξύ 0°C και 10°C, με πιο συνηθισμένη θερμοκρασία τους 5°C. Σε αυτή τη θερμοκρασία, τοσκόνη πολυμερούςπαρουσιάζει μια συνεχή μεμβράνη. Αντίθετα, κάτω από αυτή τη θερμοκρασία, η μεμβράνη της επαναδιασπειρόμενης πολυμερούς σκόνης δεν είναι πλέον συνεχής και σπάει. Επομένως, η ελάχιστη θερμοκρασία σχηματισμού μεμβράνης είναι ένας δείκτης που αντιπροσωπεύει τη θερμοκρασία κατασκευής του έργου. Γενικά, όσο χαμηλότερη είναι η ελάχιστη θερμοκρασία σχηματισμού μεμβράνης, τόσο καλύτερη είναι η εργασιμότητα.
Οι διαφορές μεταξύ Tg και MFFT
1. Θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης, η θερμοκρασία στην οποία μια ουσία μαλακώνει. Αναφέρεται κυρίως στη θερμοκρασία στην οποία τα άμορφα πολυμερή αρχίζουν να μαλακώνουν. Δεν σχετίζεται μόνο με τη δομή του πολυμερούς, αλλά και με το μοριακό του βάρος.
2. Σημείο μαλάκυνσης
Σύμφωνα με τις διαφορετικές δυνάμεις κίνησης των πολυμερών, τα περισσότερα πολυμερικά υλικά μπορούν συνήθως να βρίσκονται στις ακόλουθες τέσσερις φυσικές καταστάσεις (ή μηχανικές καταστάσεις): υαλώδη κατάσταση, ιξωδοελαστική κατάσταση, κατάσταση υψηλής ελαστικότητας (κατάσταση καουτσούκ) και κατάσταση ιξώδους ροής. Η υαλώδης μετάβαση είναι η μετάβαση μεταξύ της υψηλής ελαστικής κατάστασης και της υαλώδους κατάστασης. Από την άποψη της μοριακής δομής, η θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης είναι ένα φαινόμενο χαλάρωσης του άμορφου μέρους του πολυμερούς από την κατεψυγμένη κατάσταση στην κατάσταση απόψυξης, σε αντίθεση με τη φάση. Υπάρχει θερμότητα αλλαγής φάσης κατά τη διάρκεια του μετασχηματισμού, επομένως πρόκειται για δευτερογενή μετασχηματισμό φάσης (που ονομάζεται πρωτογενής μετασχηματισμός στη δυναμική μηχανική των πολυμερών). Κάτω από τη θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης, το πολυμερές βρίσκεται σε υαλώδη κατάσταση και οι μοριακές αλυσίδες και τα τμήματα δεν μπορούν να κινηθούν. Μόνο τα άτομα (ή οι ομάδες) που αποτελούν τα μόρια δονούνται στις θέσεις ισορροπίας τους. Ενώ στη θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης, αν και οι μοριακές αλυσίδες δεν μπορούν να κινηθούν, τα τμήματα της αλυσίδας αρχίζουν να κινούνται, παρουσιάζοντας υψηλές ελαστικές ιδιότητες. Εάν η θερμοκρασία αυξηθεί ξανά, ολόκληρη η μοριακή αλυσίδα θα κινηθεί και θα δείξει ιδιότητες ιξώδους ροής. Η θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης (Tg) είναι μια σημαντική φυσική ιδιότητα των άμορφων πολυμερών.
Η θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης είναι μία από τις χαρακτηριστικές θερμοκρασίες των πολυμερών. Λαμβάνοντας ως όριο τη θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης, τα πολυμερή εμφανίζουν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες: κάτω από τη θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης, το πολυμερές υλικό είναι πλαστικό· πάνω από τη θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης, το πολυμερές υλικό είναι καουτσούκ. Από την άποψη των μηχανικών εφαρμογών, το ανώτερο όριο της θερμοκρασίας χρήσης των μηχανικών πλαστικών θερμοκρασίας υαλώδους μετάπτωσης είναι το κατώτερο όριο χρήσης καουτσούκ ή ελαστομερών.
Ώρα δημοσίευσης: 04 Ιανουαρίου 2024