Razlika med temperaturo prehoda stekla in temperaturo taljenja

Ključna razlika - Temperatura stekla na prehodu in temperatura taljenja
 

Raziskava toplotnih lastnosti elastomerov je bistvenega pomena za odločitev o končni uporabi in parametrih proizvodnega procesa. Toplotne lastnosti elastomerov je mogoče pregledati z uporabo različnih preskusnih parametrov, kot so prehodne temperature, uporabno temperaturno območje, toplotna zmogljivost, toplotna prevodnost, temperaturna odvisnost mehanskih lastnosti in koeficient linearne toplotne ekspanzije. Pod prehodnimi temperaturami sta dve vrsti temperaturnih parametrov, in sicer temperatura stekla (T_g) in temperatura taljenja (T_m). V polimerni industriji se te temperature uporabljajo za identifikacijo materialov in njihovih parametrov kakovosti. Prehodno temperaturo polimerov lahko ocenimo zelo natančno z uporabo naprednih instrumentov, kot so dinamični mehanski analizator (DMA) in diferencialni skenirni kalorimeter (DSC). Pri temperaturi stekla se lahko reverzibilna sprememba faze iz viskozne v stekleno oz obratno nastane v amorfnih predelih polimera zaradi spremembe temperature, medtem ko se pri temperaturi taljenja kristalna ali polkristalna območja polimera spremenijo v trdno amorfno fazo. To je ključna razlika med temperaturo stekla in temperaturo taljenja.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je temperatura stekla
3. Kaj je temperatura taljenja
4. Primerjava ob strani - Temperatura prehoda stekla proti temperaturi taljenja v tabeli
5. Povzetek

Kaj je temperatura stekla?

Temperatura steklenega prehoda je temperatura, pri kateri se viskozno ali gumijasto stanje amorfnega ali polkristalnega polimera spremeni v krhko, stekleno stanje. To je reverzibilen prehod. Pod temperaturami stekla so polimeri trdi in togi kot steklo. Polmeri nad temperaturo steklenega prehoda kažejo viskozne ali gumijaste lastnosti z manj togosti. Prehod stekla je reakcija drugega reda, saj se v derivatih spremeni. Spremembe polimera zgoraj in spodaj se pojavijo zaradi gibanja molekul zaradi sprememb energije. Na to temperaturo močno vpliva struktura molekul. Poleg tega je odvisno tudi od pogostosti cikličnih deformacij, učinka sestavljenih sestavin, kot so mehčalci, polnila itd., In hitrosti spremembe temperature.

Slika 01: Gostota temperature

Glede na eksperimentalna opazovanja je ugotovljeno, da je v simetričnem polimeru temperatura stekla polovica njegove temperature taljenja, medtem ko je pri nesimetričnem polimeru temperatura prehoda stekla 2/3 njegove vrednosti taljenja (v stopinjah Kelvina). Vendar ta razmerja niso univerzalna in imajo odstopanja v mnogih polimerih. Prehod stekla je pomemben za določitev delovnega obsega polimera, ocenjevanje prožnosti in narave odziva na mehanske obremenitve.

Kaj je temperatura taljenja?

Taljenje je še en pomemben parameter toplotnih prehodov v polimerih. Običajno je temperatura taljenja temperatura, pri kateri pride do faznega prehoda; na primer trda do tekoča ali tekoča do hlapov.

Slika 02: Taljenje

Kar pa zadeva polimere, je temperatura taljenja temperatura, pri kateri poteka prehod iz kristalne ali polkristalne faze v trdno amorfno fazo. Taljenje je endotermična reakcija prvega reda. Entalpija taljenja polimera se lahko uporabi za izračun stopnje kristalnosti, glede na to, da je znana talilnost entalpije 100% istega polimera. Zelo pomembno je tudi poznavanje temperature taljenja, saj daje predstavo o delovnem območju polimera.

Kakšna je razlika med temperaturo prehoda stekla in temperaturo taljenja?

Temperatura stekla na prehodu proti temperaturi taljenja
Temperatura stekla je temperatura, pri kateri se viskozno ali gumijasto stanje amorfnega ali polkristalnega polimera spremeni v krhko, stekleno stanje.	Temperatura stekla je temperatura, pri kateri se viskozno ali gumijasto stanje amorfnega ali polkristalnega polimera spremeni v krhko, stekleno stanje.
Vrstni red reakcije
Prehod stekla je reakcija drugega reda.	Taljenje je reakcija prvega reda.
Nad Tg ali Tm
Amorfne regije postanejo gumijaste, manj toge in ne lomljive	Kristalne regije se spremenijo v trdne amorfne regije.
Spodaj Tg ali Tm
Amorfne regije postanejo steklene, toge in krhke.	Stabilne kristalne regije
Razmerje (po eksperimentalnih opazovanjih)
Tg = 1/2 Tm (za simetrične polimere)	Tg = 2/3 Tm (za nesimetrične polimere)

Povzetek - Temperatura prehoda stekla proti temperaturi taljenja

Tako stekleni prehod kot temperature taljenja so zelo pomembne lastnosti toplotnih prehodov polimerov. Nad temperaturo stekla imajo polimeri gumijaste lastnosti, medtem ko imajo pod to temperaturo lastnosti stekla. Prehod stekla se pojavlja v amorfnih polimerih. Taljenje je sprememba faze iz kristalne v trdno amorfno. Temperatura taljenja je pomembna za izračun stopnje kristalnosti. Obe vrednosti temperature sta izredno uporabni za določitev kakovosti in delovnega območja polimerov.

Prenesite PDF različico Temperatura stekla na prehodu in temperatura taljenja

Lahko prenesete PDF različico tega članka in jo uporabljate za namene brez povezave, kot je navedeno v navodilu. Prenesite PDF različico tukaj Razlika med temperaturo prehoda stekla in temperaturo taljenja

Referenca:

1. Adams, Robert D. in sod. Konstrukcijski lepilni spoji v tehniki. Chapman & Hall, 1997.
2. Gowariker, V. R., Viswanathan, N. V., & Sreedhar, J. Polymer science. New Age International, 1986.
3. Rosato, Donald V. in Marlene G. Rosato. Jedrnato enciklopedijo plastike. Springer Science & Business Media, 2000.

Vljudnost slik:

1. "Gostota temperature" Booyabazooka z angleške Wikipedije (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia
2. "Črni in sivi led" (CC0) prek PEXELS-a