Różnica między temperaturą zeszklenia a temperaturą topnienia

Kluczowa różnica - temperatura zeszklenia a temperatura topnienia
 

Badanie właściwości termicznych elastomerów jest niezbędne do podjęcia decyzji o ich ostatecznym zastosowaniu i parametrach procesu produkcyjnego. Właściwości termiczne elastomerów można badać przy użyciu różnych parametrów testowych, takich jak temperatura przejścia, użyteczny zakres temperatur, pojemność cieplna, przewodność cieplna, zależność temperaturowa właściwości mechanicznych i współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej. Istnieją dwa rodzaje parametrów temperaturowych, które mieszczą się w temperaturach przejściowych, a mianowicie temperatura zeszklenia (T._sol) i temperatura topnienia (T._m). W przemyśle polimerowym temperatury te wykorzystywane są do identyfikacji materiałów i ich parametrów jakościowych. Temperaturę przejścia polimerów można bardzo dokładnie ocenić za pomocą zaawansowanych instrumentów, takich jak dynamiczny analizator mechaniczny (DMA) i różnicowy kalorymetr skaningowy (DSC). W temperaturze zeszklenia odwracalna zmiana fazy z lepkiej na szklistą lub nawzajem występuje w amorficznych obszarach polimeru z powodu zmiany temperatury, podczas gdy w temperaturze topnienia krystaliczne lub półkrystaliczne regiony polimeru zmieniają się w stałą amorficzną fazę. Jest to kluczowa różnica między temperaturą zeszklenia a temperaturą topnienia.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest temperatura zeszklenia
3. Co to jest temperatura topnienia
4. Porównanie obok siebie - temperatura zeszklenia w porównaniu do temperatury topnienia w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest temperatura zeszklenia?

Temperatura zeszklenia jest temperaturą, w której lepki lub gumowaty stan amorficznego lub półkrystalicznego polimeru zmienia się w kruchy, szklisty stan. Jest to odwracalne przejście. Poniżej temperatur zeszklenia polimery są twarde i sztywne jak szkło. Powyżej temperatury zeszklenia polimery wykazują lepkie lub gumowate właściwości o mniejszej sztywności. Przejście szklane jest reakcją drugiego rzędu, ponieważ następuje zmiana pochodnych. Zmiany w polimerze powyżej i poniżej występują z powodu ruchu molekularnego w wyniku zmian energii. Na tę temperaturę duży wpływ ma struktura cząsteczek. Ponadto zależy to również od częstotliwości cyklicznego odkształcania, wpływu mieszania składników, takich jak plastyfikatory, wypełniacze itp., Oraz tempa zmian temperatury.

Rysunek 01: Gęstość na temperaturze

Zgodnie z obserwacjami eksperymentalnymi stwierdzono, że w symetrycznym polimerze temperatura zeszklenia stanowi połowę temperatury topnienia, natomiast w niesymetrycznym polimerze temperatura zeszklenia wynosi 2/3 jego wartości topnienia (w stopniach Kelvina). Jednak relacje te nie są uniwersalne i mają odchylenia w wielu polimerach. Przejście szkła jest ważne dla określenia zakresu roboczego polimeru, oceny elastyczności i charakteru reakcji na naprężenia mechaniczne.

Co to jest temperatura topnienia?

Topienie jest kolejnym ważnym parametrem przemian termicznych w polimerach. Zwykle temperatura topnienia jest temperaturą, w której zachodzi przemiana fazowa; na przykład ciało stałe do cieczy lub ciecz do pary.

Rysunek 02: Topienie

Jednak w odniesieniu do polimerów temperatura topnienia jest temperaturą, w której następuje przejście z fazy krystalicznej lub półkrystalicznej do stałej fazy amorficznej. Topienie jest reakcją endotermiczną pierwszego rzędu. Entalpia topnienia polimeru może być wykorzystana do obliczenia stopnia krystaliczności, biorąc pod uwagę, że entalpia topnienia 100% tego samego polimeru jest znana. Znajomość temperatury topnienia jest również bardzo ważna, ponieważ daje wyobrażenie o zakresie roboczym polimeru.

Jaka jest różnica między temperaturą zeszklenia a temperaturą topnienia?

Temperatura zeszklenia a temperatura topnienia
Temperatura zeszklenia to temperatura, w której lepki lub gumowaty stan amorficznego lub półkrystalicznego polimeru zmienia się w kruchy, szklisty stan.	Temperatura zeszklenia to temperatura, w której lepki lub gumowaty stan amorficznego lub półkrystalicznego polimeru zmienia się w kruchy, szklisty stan.
Kolejność reakcji
Przejście szklane jest reakcją drugiego rzędu.	Topienie jest reakcją pierwszego rzędu.
Powyżej T.sol lub T.m
Regiony amorficzne stają się gumowate, mniej sztywne i nie kruche	Regiony krystaliczne przekształcają się w stałe regiony amorficzne.
Poniżej T.sol lub T.m
Regiony amorficzne stają się szkliste, sztywne i kruche.	Stabilne regiony krystaliczne
Związek (zgodnie z obserwacjami eksperymentalnymi)
Tg = 1/2 Tm (dla polimerów symetrycznych)	Tg = 2/3 Tm (dla polimerów niesymetrycznych)

Podsumowanie - temperatura zeszklenia a temperatura topnienia

Zarówno temperatura zeszklenia, jak i temperatura topnienia są bardzo ważnymi właściwościami przemiany termicznej polimerów. Powyżej temperatury zeszklenia polimery mają właściwości gumowe, natomiast poniżej tej temperatury mają właściwości szklane. Przejście szkła zachodzi w amorficznych polimerach. Topienie to zmiana fazy z krystalicznej na stałą amorficzną. Temperatura topnienia jest ważna dla obliczenia stopnia krystaliczności. Obie wartości temperatur są niezwykle przydatne do określenia jakości i zakresu roboczego polimerów.

Pobierz wersję PDF Temperatura zeszklenia a temperatura topnienia

Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać go do celów offline zgodnie z cytatem. Pobierz wersję PDF tutaj Różnica między temperaturą zeszklenia a temperaturą topnienia

Odniesienie:

1. Adams, Robert D. i in. Strukturalne połączenia klejowe w inżynierii. Chapman & Hall, 1997.
2. Gowariker, V. R., Viswanathan, N. V. i Sreedhar, J. Polymer science. New Age International, 1986.
3. Rosato, Donald V. i Marlene G. Rosato. Zwięzła encyklopedia tworzyw sztucznych. Springer Science & Business Media, 2000.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Gęstość na temperaturę” autor: Booyabazooka z angielskiej Wikipedii (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
2. „Czarny i szary lód” (CC0) za pośrednictwem PEXELS