Rozdiel medzi teplotou prechodu zo skla a teplotou topenia

Kľúčový rozdiel - teplota prechodu zo skla do teploty topenia
 

Preskúmanie tepelných vlastností elastomérov je nevyhnutné pre rozhodnutie o konečnej aplikácii a parametroch výrobného procesu. Tepelné vlastnosti elastomérov sa môžu skúmať pomocou rôznych skúšobných parametrov, ako sú teploty prechodu, užitočný teplotný rozsah, tepelná kapacita, tepelná vodivosť, teplotná závislosť mechanických vlastností a koeficient lineárnej tepelnej rozťažnosti. Existujú dva typy teplotných parametrov, ktoré spadajú pod teploty prechodu, a to teplotu prechodu zo skla (T_g) a teplota topenia (T_m). V polymérnom priemysle sa tieto teploty používajú na identifikáciu materiálov a ich kvalitatívnych parametrov. Teplota prechodu polymérov sa dá hodnotiť veľmi presne pomocou pokročilých prístrojov, ako je dynamický mechanický analyzátor (DMA) a diferenčný skenovací kalorimeter (DSC).. Pri teplote skleného prechodu reverzibilná zmena fázy z viskóznej na sklovitú alebo naopak sa vyskytuje v amorfných oblastiach polyméru v dôsledku zmeny teploty, zatiaľ čo pri teplote topenia sa kryštalické alebo semikryštalické oblasti polyméru menia na tuhú amorfnú fázu. Toto je kľúčový rozdiel medzi teplotou skleného prechodu a teplotou topenia.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je to teplota prechodu skla
3. Čo je teplota topenia
4. Porovnanie bok po boku - teplota skleného prechodu vs teplota topenia v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo je to teplota prechodu zo skla?

Teplota skleného prechodu je teplota, pri ktorej sa viskózny alebo gumovitý stav amorfného alebo semikryštalického polyméru zmení na krehký, sklovitý stav. Toto je reverzibilný prechod. Pod teplotou skleného prechodu sú polyméry tvrdé a tuhé ako sklo. Polyméry vykazujú nad teplotou skleného prechodu viskózne alebo gumovité vlastnosti s menšou tuhosťou. Sklený prechod je reakciou druhého poriadku, pretože dochádza k zmene derivátov. K zmenám polyméru nad a pod dochádza v dôsledku molekulárneho pohybu v dôsledku energetických zmien. Táto teplota je značne ovplyvnená štruktúrou molekúl. Ďalej záleží aj na frekvencii cyklickej deformácie, účinku zložiek, ako sú plastifikátory, plnivá atď., A rýchlosti zmeny teploty..

Obrázok 01: Hustota pri teplote

Podľa experimentálnych pozorovaní sa zistilo, že v symetrickom polyméri je teplota skleného prechodu polovica jeho teploty topenia, zatiaľ čo v nesymetrickom polyméri je teplota skleného prechodu 2/3 jeho teploty topenia (v stupňoch Kelvina). Tieto vzťahy však nie sú univerzálne a majú odchýlky v mnohých polyméroch. Prechod skla je dôležitý na určenie pracovného rozsahu polyméru, vyhodnotenie flexibility a povahy reakcie na mechanické namáhanie.

Čo je teplota topenia?

Tavenie je ďalším dôležitým parametrom tepelných prechodov v polyméroch. Teplota topenia je obvykle teplota, pri ktorej dochádza k fázovému prechodu; napríklad tuhá látka na kvapalinu alebo kvapalina na paru.

Obrázok 02: Tavenie

Pokiaľ však ide o polyméry, teplota topenia je teplota, pri ktorej dochádza k prechodu z kryštalickej alebo semikryštalickej fázy na tuhú amorfnú fázu. Tavenie je endotermická reakcia prvého poriadku. Enalpia topenia polyméru sa môže použiť na výpočet stupňa kryštalinity, za predpokladu, že entalpia topenia 100% rovnakého polyméru je známa. Znalosť teploty topenia je tiež veľmi dôležitá, pretože poskytuje predstavu o pracovnom rozsahu polyméru.

Aký je rozdiel medzi teplotou prechodu skla a teplotou topenia?

Teplota skleného prechodu vs teplota topenia
Teplota skleného prechodu je teplota, pri ktorej sa viskózny alebo gumovitý stav amorfného alebo semikryštalického polyméru zmení na krehký, sklovitý stav..	Teplota skleného prechodu je teplota, pri ktorej sa viskózny alebo gumovitý stav amorfného alebo semikryštalického polyméru zmení na krehký, sklovitý stav..
Poradie reakcie
Sklenený prechod je reakciou druhého poriadku.	Tavenie je reakcia prvého poriadku.
Nad Tg alebo Tm
Amorfné oblasti sú gumovité, menej tuhé a nie krehké	Kryštalické oblasti sa transformujú na pevné amorfné oblasti.
Pod Tg alebo Tm
Amorfné oblasti sú sklovité, tuhé a krehké.	Stabilné kryštalické oblasti
Vzťah (podľa experimentálnych pozorovaní)
Tg = 1/2 Tm (pre symetrické polyméry)	Tg = 2/3 Tm (pre nesymetrické polyméry)

Zhrnutie - teplota prechodu zo skla vs teplota topenia

Teploty skleného prechodu aj teploty topenia sú veľmi dôležité vlastnosti tepelných prechodov polymérov. Polyméry majú nad teplotou skleného prechodu gumové vlastnosti, zatiaľ čo pod touto teplotou majú vlastnosti skla. V amorfných polyméroch dochádza k prechodu skla. Tavenie je zmena fázy z kryštalickej na tuhú amorfnú. Teplota topenia je dôležitá pre výpočet stupňa kryštalinity. Obidve hodnoty teplôt sú mimoriadne užitočné na stanovenie kvality a pracovného rozsahu polymérov.

Stiahnite si PDF verziu teploty skleného prechodu vs teplotou topenia

Môžete si stiahnuť verziu tohto článku vo formáte PDF a použiť ju na účely offline podľa citácie. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi teplotou prechodu skla a teplotou topenia

referencie:

1. Adams, Robert D., a kol. Konštrukčné lepiace spoje v strojárstve. Chapman & Hall, 1997.
2. Gowariker, V. R., Viswanathan, N. V., a Sreedhar, J. Polymer science. New Age International, 1986.
3. Rosato, Donald V. a Marlene G. Rosato. Stručná encyklopédia plastov. Springer Science & Business Media, 2000.

S láskavým dovolením:

1. „Hustota na teplotu“ od Booyabazooka na anglickej Wikipédii (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia
2. „Čierna a sivá ľad“ (CC0) prostredníctvom PEXELS