Ключова разлика – температура на встъкляване спрямо температура на топене
Изследването на термичните свойства на еластомерите е от съществено значение за определяне на окончателното им приложение и параметрите на производствения процес. Топлинните свойства на еластомерите могат да бъдат изследвани с помощта на различни тестови параметри като температури на преход, полезен температурен диапазон, топлинен капацитет, топлопроводимост, температурна зависимост на механичните свойства и коефициент на линейно термично разширение. Има два вида температурни параметри, които попадат в преходните температури, а именно температура на встъкляване (Tg) и температура на топене (Tm). В полимерната индустрия тези температури се използват за идентифициране на материалите и техните качествени параметри. Температурата на преход на полимерите може да бъде оценена много точно чрез използване на усъвършенствани инструменти като динамичен механичен анализатор (DMA) и диференциално сканиращ калориметър (DSC). При температурата на встъкляване възниква обратима промяна във фазата от вискозна към стъкловидна или обратно в аморфните участъци на полимера поради промяна в температурата, докато при температурата на топене кристалните или полукристалните участъци на полимера се променят в a твърда аморфна фаза. Това е ключовата разлика между температурата на встъкляване и температурата на топене.
Какво е температура на встъкляване?
Температурата на встъкляване е температурата, при която вискозно или гумено състояние на аморфен или полукристален полимер преминава в крехко, стъкловидно състояние. Това е обратим преход. Под температурите на встъкляване полимерите са твърди и твърди като стъклото. Над температурата на встъкляване полимерите показват вискозни или гумени свойства с по-малка твърдост. Встъкляването е реакция от втори ред, тъй като има промяна в производните. Промените в полимера отгоре и отдолу възникват поради молекулярното движение, дължащо се на промени в енергията. Тази температура е силно повлияна от структурата на молекулите. Освен това, това също зависи от честотата на цикличната деформация, ефекта на смесващите съставки като пластификатори, пълнители и т.н., и скоростта на промяна на температурата.
Фигура 01: Плътност спрямо температура
Съгласно експериментални наблюдения е установено, че в симетричен полимер температурата на встъкляване е половината от неговата температура на топене, докато в несиметричен полимер температурата на встъкляване е 2/3 от неговата стойност на топене (в градуси от Келвин). Тези връзки обаче не са универсални и имат отклонения в много полимери. Стъкленият преход е важен за определяне на работния обхват на полимера, оценявайки гъвкавостта и естеството на реакцията на механичен стрес.
Какво е температура на топене?
Топенето е друг важен параметър на термичните преходи в полимерите. Обикновено температурата на топене е температурата, при която настъпва фазов преход; например твърдо към течно или течно към пара.
Фигура 02: Топене
Въпреки това, що се отнася до полимерите, температурата на топене е температура, при която се извършва преход от кристална или полукристална фаза към твърда аморфна фаза. Топенето е ендотермична реакция от първи ред. Енталпията на топене на полимера може да се използва за изчисляване на степента на кристалност, като се има предвид, че е известна енталпията на топене на 100% от същия полимер. Познаването на температурата на топене също е много важно, тъй като дава представа за работния обхват на полимера.
Каква е разликата между температурата на встъкляване и температурата на топене?
Температура на встъкляване спрямо температура на топене |
|
| Температурата на встъкляване е температурата, при която вискозното или гумено състояние на аморфен или полукристален полимер преминава в крехко, стъкловидно състояние. | Температурата на встъкляване е температурата, при която вискозното или гумено състояние на аморфен или полукристален полимер преминава в крехко, стъкловидно състояние. |
| Ред на реакция | |
| Стъкленият преход е реакция от втори ред. | Стопяването е реакция от първи ред. |
| Над Tg или Tm | |
| Аморфните области стават гумени, по-малко твърди и не чупливи | Кристалните региони се трансформират в твърди аморфни региони. |
| Под Tg или Tm | |
| Аморфните области стават стъклени, твърди и крехки. | Стабилни кристални региони |
| Връзка (според експериментални наблюдения) | |
| Tg=1/2 Tm (за симетрични полимери) | Tg=2/3 Tm (за несиметрични полимери) |
Обобщение – Температура на встъкляване спрямо температура на топене
Както температурите на встъкляване, така и температурите на топене са много важни свойства на термичния преход на полимерите. Над температурата на встъкляване полимерите имат каучукови свойства, докато под тази температура имат свойства на стъкло. Преходът в стъкло протича в аморфните полимери. Топенето е промяната на фазата от кристална към твърда аморфна. Температурата на топене е важна за изчисляване на степента на кристалност. И двете температурни стойности са изключително полезни за определяне на качеството и работния диапазон на полимерите.
Изтеглете PDF версия на температурата на встъкляване спрямо температурата на топене
Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели според бележката за цитиране. Моля, изтеглете PDF версия тук Разлика между температурата на встъкляване и температурата на топене
