Kľúčový rozdiel - teplota prechodu skla vs teplota topenia
Skúmanie tepelných vlastností elastomérov je nevyhnutné pre rozhodnutie o ich konečnej aplikácii a parametroch výrobného procesu. Tepelné vlastnosti elastomérov je možné skúmať pomocou rôznych skúšobných parametrov, ako sú prechodové teploty, užitočný teplotný rozsah, tepelná kapacita, tepelná vodivosť, teplotná závislosť mechanických vlastností a koeficient lineárnej tepelnej rozťažnosti. Existujú dva typy teplotných parametrov, ktoré spadajú pod prechodové teploty, a to teplota skleného prechodu (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 veľmi presne určiť pomocou pokročilých prístrojov, ako sú dynamický mechanický analyzátor (DMA) a diferenciálny skenovací kalorimeter (DSC). Pri teplote skleného prechodu dochádza v amorfných oblastiach polyméru k reverzibilnej zmene fázy z viskóznej na sklovitú alebo naopak v dôsledku zmeny teploty, zatiaľ čo pri teplote topenia sa kryštalické alebo semikryštalické oblasti polyméru menia na pevná amorfná fáza. Toto je kľúčový rozdiel medzi teplotou skleného prechodu a teplotou topenia.
OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je teplota prechodu skla
3. Čo je teplota topenia
4. Porovnanie vedľa seba - teplota prechodu skla vs teplota topenia vo forme tabuľky
5. Zhrnutie
Čo je teplota prechodu skla?
Teplota skleného prechodu je teplota, pri ktorej sa viskózny alebo kaučukový stav amorfného alebo semikryštalického polyméru mení na krehký, sklovitý stav. Toto je reverzibilný prechod. Pod teplotami skleného prechodu sú polyméry tvrdé a tuhé ako sklo. Polyméry vykazujú nad teplotu skleného prechodu viskózne alebo gumové vlastnosti s menšou tuhosťou. Sklenený prechod je reakciou druhého rádu, pretože dochádza k zmene derivátov. Zmeny v polyméri zhora a zdola nastávajú v dôsledku molekulárneho pohybu v dôsledku energetických zmien. Táto teplota je výrazne ovplyvnená štruktúrou molekúl. Okrem toho to tiež závisí od frekvencie cyklických deformácií, účinku zloženia prísad, ako sú plastifikátory, plnivá atď., A rýchlosti zmeny teploty.
Obrázok 01: Hustota pri teplote
Podľa experimentálnych pozorovaní sa zistilo, že v prípade symetrického polyméru je teplota skleného prechodu polovicou jeho teploty topenia, zatiaľ čo v prípade nesymetrického polyméru je teplota skleného prechodu 2/3 jeho hodnoty topenia (v stupňoch Kelvina). Tieto vzťahy však nie sú univerzálne a majú odchýlky v mnohých polyméroch. Sklenený prechod je dôležitý na určenie pracovného rozsahu polyméru, pri ktorom sa hodnotí pružnosť a povaha reakcie na mechanické namáhanie.
Čo je teplota topenia?
Ďalším dôležitým parametrom tepelných prechodov v polyméroch je topenie. 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, teplotou topenia je teplota, pri ktorej dochádza k prechodu z kryštalickej alebo semikryštalickej fázy na pevnú amorfnú fázu. Tavenie je endotermická reakcia prvého poriadku. Entalpia topenia polyméru sa môže použiť na výpočet stupňa kryštalinity za predpokladu, že je známa entalpia topenia 100% toho istého polyméru. Poznanie teploty topenia je tiež veľmi dôležité, pretože poskytuje predstavu o pracovnom rozsahu polyméru.
Aký je rozdiel medzi teplotou prechodu skla a teplotou topenia?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
Teplota skleného prechodu vs Teplota topenia |
|
| Teplota skleného prechodu je teplota, pri ktorej sa viskózny alebo kaučukový stav amorfného alebo semikryštalického polyméru mení na krehký, sklovitý stav. | Teplota skleného prechodu je teplota, pri ktorej sa viskózny alebo kaučukový stav amorfného alebo semikryštalického polyméru mení na krehký, sklovitý stav. |
| Poradie reakcie | |
| Sklenený prechod je reakciou druhého rádu. | Tavenie je reakciou prvého rádu. |
| Nad T g alebo T m | |
| Amorfné oblasti sú gumové, menej tuhé a nie krehké | Kryštalické oblasti sa transformujú na pevné amorfné oblasti. |
| Pod T g alebo T m | |
| Amorfné oblasti sa stávajú sklovitými, tuhými a krehkými. | Stabilné kryštalické oblasti |
| Vzťah (podľa experimentálnych pozorovaní) | |
| Tg = 1/2 Tm (pre symetrické polyméry) | Tg = 2/3 Tm (pre nesymetrické polyméry) |
Zhrnutie - Teplota prechodu skla vs Teplota topenia
Teplota skleného prechodu aj teplota topenia sú veľmi dôležité vlastnosti polymérov pri tepelnom prechode. Polyméry majú nad teplotou skleného prechodu gumové vlastnosti, zatiaľ čo pod touto teplotou majú vlastnosti skla. K sklenému prechodu dochádza v amorfných polyméroch. Tavenie je zmena fázy z kryštalickej na pevnú 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 prechodu skla oproti teplote topenia
Môžete si stiahnuť verziu tohto článku vo formáte PDF a použiť ho na offline účely podľa citačnej poznámky. Stiahnite si tu PDF verziu. Rozdiel medzi teplotou prechodu skla a teplotou topenia
