Definicja temperatury zeszklenia
Temperatura zeszklenia (Tg) to temperatura, w której polimer przechodzi ze stanu elastycznego do stanu szklistego. Odnosi się do temperatury przejścia polimeru amorficznego (w tym części niekrystalicznej w polimerze krystalicznym) ze stanu szklistego do stanu wysoce elastycznego lub z tego drugiego do pierwszego. Jest to najniższa temperatura, w której makrocząsteczkowe segmenty polimerów amorficznych mogą się swobodnie poruszać. Zwykle reprezentowany przez Tg. Różni się w zależności od metody pomiaru i warunków.
Jest to ważny wskaźnik wydajności polimerów. Powyżej tej temperatury polimer wykazuje elastyczność; poniżej tej temperatury polimer wykazuje kruchość. Należy to wziąć pod uwagę w przypadku stosowania jako tworzywa sztuczne, guma, włókna syntetyczne itp. Na przykład temperatura zeszklenia polichlorku winylu wynosi 80°C. Nie jest to jednak górna granica temperatury pracy produktu. Na przykład temperatura robocza gumy musi być wyższa od temperatury zeszklenia, w przeciwnym razie utraci ona swoją wysoką elastyczność.
Ponieważ rodzaj polimeru nadal zachowuje swój charakter, emulsja ma również temperaturę zeszklenia, która jest wskaźnikiem twardości warstwy powłokowej utworzonej przez emulsję polimerową. Emulsja o wysokiej temperaturze zeszklenia posiada powłokę o dużej twardości, wysokim połysku, dobrej odporności na plamienie, niełatwo ulega zanieczyszczeniu, a jej pozostałe właściwości mechaniczne są odpowiednio lepsze. Jednakże temperatura zeszklenia i minimalna temperatura tworzenia powłoki są również wysokie, co stwarza pewne problemy przy stosowaniu w niskich temperaturach. Jest to sprzeczność, a kiedy emulsja polimerowa osiągnie określoną temperaturę zeszklenia, wiele jej właściwości ulegnie istotnej zmianie, dlatego należy kontrolować odpowiednią temperaturę zeszklenia. W przypadku zapraw modyfikowanych polimerami im wyższa jest temperatura zeszklenia, tym wyższa jest wytrzymałość na ściskanie modyfikowanej zaprawy. Im niższa temperatura zeszklenia, tym lepsze właściwości niskotemperaturowe modyfikowanej zaprawy.
Definicja minimalnej temperatury tworzenia filmu
Minimalna temperatura tworzenia filmu jest ważnawskaźnik suchej wymieszanej zaprawy
MFFT odnosi się do minimalnej temperatury, w której cząstki polimeru w emulsji mają wystarczającą ruchliwość, aby aglomerować ze sobą, tworząc ciągłą błonę. W procesie tworzenia ciągłej powłoki przez emulsję polimerową cząstki polimeru muszą tworzyć ściśle upakowany układ. Dlatego oprócz dobrego zdyspergowania emulsji, warunkami tworzenia ciągłej folii są także deformacja cząstek polimeru. Oznacza to, że gdy ciśnienie kapilarne wody wytwarza znaczne ciśnienie pomiędzy kulistymi cząstkami, im bliżej rozmieszczone są kuliste cząstki, tym większy jest wzrost ciśnienia.
Kiedy cząstki stykają się ze sobą, ciśnienie wytwarzane przez ulatnianie się wody zmusza cząstki do ściskania i odkształcania w celu związania się ze sobą, tworząc powłokę. Oczywiście w przypadku emulsji ze stosunkowo twardymi środkami większość cząstek polimeru to żywice termoplastyczne, im niższa temperatura, tym większa twardość i tym trudniej będzie się odkształcić, więc pojawia się problem minimalnej temperatury tworzenia filmu. Oznacza to, że poniżej pewnej temperatury, po odparowaniu wody zawartej w emulsji, cząstki polimeru pozostają w stanie dyskretnym i nie można ich zintegrować. Dlatego emulsja nie może tworzyć ciągłej, jednolitej powłoki w wyniku odparowania wody; Powyżej tej określonej temperatury, gdy woda odparuje, cząsteczki każdej cząstki polimeru będą penetrować, dyfundować, odkształcać się i agregować, tworząc ciągłą przezroczystą folię. Ta dolna granica temperatury, w której może powstać folia, nazywana jest minimalną temperaturą tworzenia folii.
MFFT jest ważnym wskaźnikiememulsja polimerowa, przy czym szczególnie ważne jest stosowanie emulsji w okresach niskich temperatur. Podjęcie odpowiednich środków może sprawić, że emulsja polimerowa będzie miała minimalną temperaturę tworzenia filmu, która spełnia wymagania użytkowe. Na przykład dodanie plastyfikatora do emulsji może zmiękczyć polimer i znacznie obniżyć minimalną temperaturę tworzenia błony emulsji lub wyregulować minimalną temperaturę tworzenia błony. Emulsje o wyższej zawartości polimerów wykorzystują dodatki itp.
MFFT LongouProszek lateksowy redyspergowalny VAEzazwyczaj mieści się w przedziale od 0°C do 10°C, częściej spotykana jest temperatura 5°C. W tej temperaturzeproszek polimerowyprzedstawia ciągły film. I odwrotnie, poniżej tej temperatury powłoka redyspergowalnego proszku polimerowego nie jest już ciągła i pęka. Dlatego minimalna temperatura tworzenia folii jest wskaźnikiem reprezentującym temperaturę konstrukcyjną projektu. Ogólnie rzecz biorąc, im niższa minimalna temperatura tworzenia powłoki, tym lepsza urabialność.
Różnice pomiędzy Tg i MFFT
1. Temperatura zeszklenia, temperatura, w której substancja mięknie. Dotyczy głównie temperatury, w której polimery amorficzne zaczynają mięknąć. Jest to związane nie tylko ze strukturą polimeru, ale także z jego masą cząsteczkową.
2. Temperatura mięknięcia
Zgodnie z różnymi siłami ruchu polimerów, większość materiałów polimerowych może zwykle znajdować się w następujących czterech stanach fizycznych (lub stanach mechanicznych): stan szklisty, stan lepkosprężysty, stan wysoce elastyczny (stan gumy) i stan lepkiego płynięcia. Zeszklenie to przejście pomiędzy stanem wysoce elastycznym a stanem szklistym. Z punktu widzenia struktury molekularnej temperatura zeszklenia jest zjawiskiem relaksacji amorficznej części polimeru ze stanu zamrożonego do stanu rozmrożonego, w przeciwieństwie do fazy. Podczas transformacji występuje ciepło przemiany fazowej, więc jest to przemiana fazowa wtórna (zwana przemianą pierwotną w mechanice dynamicznej polimeru). Poniżej temperatury zeszklenia polimer znajduje się w stanie szklistym, a łańcuchy i segmenty molekularne nie mogą się poruszać. Tylko atomy (lub grupy) tworzące cząsteczki wibrują w swoich pozycjach równowagi; podczas gdy w temperaturze zeszklenia, chociaż łańcuchy molekularne nie mogą się poruszać, ale segmenty łańcucha zaczynają się poruszać, wykazując wysokie właściwości elastyczne. Jeśli temperatura ponownie wzrośnie, cały łańcuch molekularny poruszy się i wykaże właściwości lepkiego przepływu. Temperatura zeszklenia (Tg) jest ważną właściwością fizyczną polimerów amorficznych.
Temperatura zeszklenia jest jedną z charakterystycznych temperatur polimerów. Przyjmując za granicę temperaturę zeszklenia, polimery wykazują różne właściwości fizyczne: poniżej temperatury zeszklenia materiał polimerowy jest plastyczny; powyżej temperatury zeszklenia materiałem polimerowym jest guma. Z punktu widzenia zastosowań inżynierskich górną granicą temperatury stosowania tworzyw konstrukcyjnych o temperaturze zeszklenia jest dolna granica stosowania gumy lub elastomerów.
Czas publikacji: 04 stycznia 2024 r