Definicja temperatury zeszklenia
Temperatura zeszklenia (Tg) to temperatura, w której polimer przechodzi ze stanu sprężystego w szklisty. Odnosi się do temperatury przejścia polimeru amorficznego (w tym części niekrystalicznej polimeru krystalicznego) ze stanu szklistego w stan wysoce sprężysty lub z tego ostatniego w pierwszy. Jest to najniższa temperatura, w której segmenty makrocząsteczkowe polimerów amorficznych mogą się swobodnie poruszać. Zwykle oznaczana jest symbolem Tg. Różni się ona w zależności od metody pomiaru i warunków.
Jest to ważny wskaźnik wydajności polimerów. Powyżej tej temperatury polimer wykazuje elastyczność, a poniżej kruchość. Należy to uwzględnić 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 roboczej 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 swoją naturę, emulsja ma również temperaturę zeszklenia, która jest wskaźnikiem twardości powłoki utworzonej przez emulsję polimerową. Emulsja o wysokiej temperaturze zeszklenia ma powłokę o wysokiej twardości, wysokim połysku, dobrej odporności na plamy i jest odporna na zanieczyszczenia, a jej inne właściwości mechaniczne są odpowiednio lepsze. Jednakże temperatura zeszklenia i jej minimalna temperatura tworzenia powłoki są również wysokie, co stwarza pewne problemy w stosowaniu w niskich temperaturach. Jest to sprzeczność, a gdy emulsja polimerowa osiągnie określoną temperaturę zeszklenia, wiele jej właściwości ulegnie istotnej zmianie, dlatego odpowiednia temperatura zeszklenia musi być kontrolowana. Jeśli chodzi o zaprawę modyfikowaną polimerami, im wyższa temperatura zeszklenia, tym wyższa wytrzymałość na ściskanie modyfikowanej zaprawy. Im niższa temperatura zeszklenia, tym lepsze właściwości modyfikowanej zaprawy w niskich temperaturach.
Definicja minimalnej temperatury tworzenia filmu
Minimalna temperatura tworzenia filmu jest ważnym czynnikiemwskaźnik suchej zaprawy mieszanej
Temperatura MFFT (ang. MFFT) odnosi się do minimalnej temperatury, w której cząstki polimeru w emulsji mają wystarczającą ruchliwość, aby aglomerować się ze sobą i utworzyć ciągłą powłokę. W procesie tworzenia ciągłej powłoki z emulsji polimerowej, cząstki polimeru muszą być ściśle ułożone. Dlatego, oprócz dobrej dyspersji emulsji, warunki tworzenia ciągłej powłoki obejmują również deformację cząstek polimeru. Oznacza to, że gdy ciśnienie kapilarne wody generuje znaczne ciśnienie między cząstkami kulistymi, im bliżej siebie są one ułożone, tym większy jest wzrost ciśnienia.
Gdy cząstki stykają się ze sobą, ciśnienie generowane przez ulatnianie się wody zmusza cząstki do ściskania i odkształcania, aby połączyły się ze sobą i utworzyły powłokę. Oczywiście, w przypadku emulsji z relatywnie twardymi środkami, większość cząstek polimeru to żywice termoplastyczne, im niższa temperatura, tym większa twardość i tym trudniej będzie ją odkształcić, więc pojawia się problem minimalnej temperatury tworzenia powłoki. Oznacza to, że poniżej pewnej temperatury, po odparowaniu wody z emulsji, cząstki polimeru pozostają w stanie dyskretnym i nie mogą się zintegrować. Dlatego emulsja nie może utworzyć ciągłej, jednorodnej powłoki z powodu parowania wody; a powyżej tej określonej temperatury, gdy woda paruje, cząsteczki w każdej cząstce polimeru będą wnikać, dyfundować, odkształcać się i agregować, tworząc ciągłą, przezroczystą powłokę. Ta dolna granica temperatury, w której może powstać powłoka, nazywana jest minimalną temperaturą tworzenia powłoki.
MFFT jest ważnym wskaźnikiememulsja polimerowa, a szczególnie ważne jest stosowanie emulsji w okresach niskich temperatur. Podjęcie odpowiednich działań może sprawić, że emulsja polimerowa będzie miała minimalną temperaturę tworzenia filmu, która spełni wymagania użytkowe. Na przykład, dodanie plastyfikatora do emulsji może zmiękczyć polimer i znacząco obniżyć minimalną temperaturę tworzenia filmu emulsji lub ją dostosować. W przypadku emulsji polimerowych o wyższej temperaturze stosuje się dodatki itp.
MFFT LongouProszek lateksowy redyspergowalny VAEwynosi zazwyczaj od 0°C do 10°C, częściej spotykana jest temperatura 5°C. W tej temperaturzeproszek polimerowytworzy ciągłą warstwę. Natomiast poniżej tej temperatury warstwa redyspergowalnego proszku polimerowego nie jest już ciągła i pęka. Dlatego minimalna temperatura tworzenia warstwy jest wskaźnikiem temperatury budowy projektu. Ogólnie rzecz biorąc, im niższa minimalna temperatura tworzenia warstwy, tym lepsza urabialność.
Różnice między Tg i MFFT
1. Temperatura zeszklenia, czyli temperatura, w której substancja mięknie. Odnosi się głównie do temperatury, w której polimery amorficzne zaczynają mięknąć. Jest ona związana nie tylko ze strukturą polimeru, ale również z jego masą cząsteczkową.
2. Temperatura mięknienia
Ze względu na różne siły ruchu polimerów, większość materiałów polimerowych może zazwyczaj znajdować się w następujących czterech stanach fizycznych (lub mechanicznych): stan szklisty, stan lepkosprężysty, stan wysoce sprężysty (stan gumy) i stan płynięcia lepkiego. Przemiana szklista to przejście między stanem wysoce sprężystym a stanem szklistym. Z perspektywy struktury molekularnej, temperatura zeszklenia jest zjawiskiem relaksacji części amorficznej polimeru ze stanu zamrożonego do stanu rozmrożonego, w przeciwieństwie do fazy. Podczas przemiany występuje ciepło przemiany fazowej, więc jest to wtórna przemiana fazowa (zwana przemianą pierwotną w mechanice dynamicznej polimerów). Poniżej temperatury zeszklenia polimer znajduje się w stanie szklistym, a łańcuchy i segmenty molekularne nie mogą się poruszać. Tylko atomy (lub grupy) tworzące cząsteczki drgają w swoich położeniach równowagowych; podczas gdy w temperaturze zeszklenia, chociaż łańcuchy molekularne nie mogą się poruszać, segmenty łańcucha zaczynają się poruszać, wykazując wysokie właściwości sprężyste. Jeśli temperatura ponownie wzrośnie, cały łańcuch molekularny będzie się poruszał i wykaże właściwości płynięcia lepkiego. Temperatura zeszklenia (Tg) jest ważną właściwością fizyczną polimerów amorficznych.
Temperatura zeszklenia jest jedną z charakterystycznych temperatur polimerów. Przyjmując temperaturę zeszklenia jako granicę, polimery wykazują różne właściwości fizyczne: poniżej temperatury zeszklenia materiał polimerowy jest tworzywem sztucznym; powyżej temperatury zeszklenia materiał polimerowy jest gumą. Z punktu widzenia zastosowań inżynieryjnych, górna granica temperatury stosowania tworzyw konstrukcyjnych o temperaturze zeszklenia jest dolną granicą stosowania gumy lub elastomerów.
Czas publikacji: 04-01-2024