Galvenā atšķirība - stikla pārejas temperatūra pret kušanas temperatūru
Elastomēru termisko īpašību izpēte ir būtiska, lai izlemtu to galīgo pielietojumu un ražošanas procesa parametrus. Elastomēru termiskās īpašības var pārbaudīt, izmantojot dažādus testa parametrus, piemēram, pārejas temperatūras, lietderīgās temperatūras diapazonu, siltumietilpību, siltumvadītspēju, mehānisko īpašību atkarību no temperatūras un lineārās termiskās izplešanās koeficientu. Ir divu veidu temperatūras parametri, kas ir pakļauti pārejas temperatūrai, proti, stiklošanās temperatūra (Tg) un kušanas temperatūra (Tm). Polimēru rūpniecībā šīs temperatūras izmanto materiālu un to kvalitātes parametru identificēšanai. Polimēru pārejas temperatūru var ļoti precīzi novērtēt, izmantojot progresīvus instrumentus, piemēram, dinamisko mehānisko analizatoru (DMA) un diferenciālo skenēšanas kalorimetru (DSC). Stiklošanās temperatūrā temperatūras izmaiņu dēļ polimēra amorfajos apgabalos notiek atgriezeniskas fāzes izmaiņas no viskozas uz stiklveida vai otrādi, savukārt kušanas temperatūrā polimēra kristāliskie vai puskristāliskie apgabali mainās uz cietā amorfā fāze. Šī ir galvenā atšķirība starp stiklošanās temperatūru un kušanas temperatūru.
Kas ir stikla pārejas temperatūra?
Stiklošanās temperatūra ir temperatūra, kurā amorfa vai daļēji kristāliska polimēra viskozs vai gumijas stāvoklis mainās uz trauslu, stiklveida stāvokli. Šī ir atgriezeniska pāreja. Zem stiklošanās temperatūras polimēri ir cieti un stingri kā stikls. Virs stiklošanās temperatūras polimēriem ir viskozas vai gumijas īpašības ar mazāku stingrību. Stiklošanās ir otrās kārtas reakcija, jo notiek izmaiņas atvasinājumos. Polimēra izmaiņas augšpusē un apakšā notiek molekulu kustības dēļ enerģijas izmaiņu dēļ. Šo temperatūru lielā mērā ietekmē molekulu struktūra. Turklāt tas ir atkarīgs arī no cikliskās deformācijas biežuma, sajaukšanas sastāvdaļu, piemēram, plastifikatoru, pildvielu utt., ietekmes un temperatūras izmaiņu ātruma.
Attēls 01: Blīvums pie temperatūras
Eksperimentālajos novērojumos ir konstatēts, ka simetriskā polimērā stiklošanās temperatūra ir puse no tā kušanas temperatūras, savukārt nesimetriskā polimērā stiklošanās temperatūra ir 2/3 no tā kušanas vērtības (grādos Kelvins). Tomēr šīs attiecības nav universālas, un daudzos polimēros ir novirzes. Stikla pāreja ir svarīga, lai noteiktu polimēra darbības diapazonu, novērtējot elastību un reakcijas uz mehānisko spriegumu raksturu.
Kas ir kušanas temperatūra?
Kusēšana ir vēl viens svarīgs polimēru termisko pāreju parametrs. Parasti kušanas temperatūra ir temperatūra, kurā notiek fāzes pāreja; piemēram, no cietas uz šķidrumu vai no šķidra uz tvaikiem.
2. attēls: kušana
Tomēr attiecībā uz polimēriem kušanas temperatūra ir temperatūra, kurā notiek pāreja no kristāliskās vai puskristāliskās fāzes uz cieto amorfo fāzi. Kušana ir pirmās kārtas endotermiska reakcija. Polimēra kušanas entalpiju var izmantot, lai aprēķinātu kristāliskuma pakāpi, ņemot vērā, ka ir zināma tā paša polimēra kušanas entalpija 100%. Ļoti svarīgi ir zināt arī kušanas temperatūru, jo tas sniedz priekšstatu par polimēra darbības diapazonu.
Kāda ir atšķirība starp stikla pārejas temperatūru un kušanas temperatūru?
Stikla pārejas temperatūra pret kušanas temperatūru |
|
| Stiklošanās temperatūra ir temperatūra, kurā amorfa vai daļēji kristāliska polimēra viskozs vai gumijas stāvoklis mainās uz trauslu, stiklveida stāvokli. | Stiklošanās temperatūra ir temperatūra, kurā amorfa vai puskristāliska polimēra viskozs vai gumijas stāvoklis mainās uz trauslu, stiklveida stāvokli. |
| Reakcijas kārtība | |
| Stikla pāreja ir otrās kārtas reakcija. | Kausēšana ir pirmās kārtas reakcija. |
| Virs Tg vai Tm | |
| Amorfie apgabali kļūst gumijoti, mazāk stingri un nav trausli | Kristāliski apgabali pārvēršas cietos amorfos apgabalos. |
| Zemāk Tg vai Tm | |
| Amorfie apgabali kļūst stiklveida, stingri un trausli. | Stabili kristāliski apgabali |
| Attiecības (saskaņā ar eksperimentāliem novērojumiem) | |
| Tg=1/2 Tm (simetriskiem polimēriem) | Tg=2/3 Tm (nesimetriskiem polimēriem) |
Kopsavilkums - stikla pārejas temperatūra pret kušanas temperatūru
Gan stiklošanās, gan kušanas temperatūra ir ļoti svarīgas polimēru termiskās pārejas īpašības. Virs stiklošanās temperatūras polimēriem piemīt gumijas īpašības, savukārt zem šīs temperatūras tiem ir stikla īpašības. Stiklošanās notiek amorfos polimēros. Kušana ir fāzes maiņa no kristāliskas uz cietu amorfu. Kušanas temperatūra ir svarīga, lai aprēķinātu kristāliskuma pakāpi. Abas temperatūras vērtības ir ļoti noderīgas, lai noteiktu polimēru kvalitāti un darbības diapazonu.
Lejupielādēt PDF versiju stikla pārejas temperatūrai pret kušanas temperatūru
Varat lejupielādēt šī raksta PDF versiju un izmantot to bezsaistē saskaņā ar atsauces piezīmi. Lūdzu, lejupielādējiet PDF versiju šeit: Atšķirība starp stikla pārejas temperatūru un kušanas temperatūru
