Tärkein ero - lasin siirtymälämpötila vs. sulamislämpötila
Elastomeerien lämpöominaisuuksien tutkiminen on välttämätöntä niiden lopullisen käytön ja valmistusprosessin parametrien määrittämiseksi. Elastomeerien lämpöominaisuuksia voidaan tutkia käyttämällä erilaisia testiparametreja, kuten siirtymälämpötiloja, hyödyllistä lämpötila-aluetta, lämpökapasiteettia, lämmönjohtavuutta, mekaanisten ominaisuuksien lämpötilariippuvuutta ja lineaarista lämpölaajenemiskerrointa. Siirtymälämpötiloissa on kahden tyyppisiä lämpötilaparametreja, nimittäin lasittumislämpötila (T g) ja sulamislämpötila (T m). Polymeeriteollisuudessa näitä lämpötiloja käytetään materiaalien ja niiden laatuparametrien tunnistamiseen. Polymeerien siirtymälämpötila voidaan arvioida erittäin tarkasti käyttämällä kehittyneitä instrumentteja, kuten dynaaminen mekaaninen analysaattori (DMA) ja differentiaalinen pyyhkäisykalorimetri (DSC). Lasittumislämpötilassa palautuva vaihemuutos viskoosista lasimaiseksi tai päinvastoin tapahtuu polymeerin amorfisilla alueilla lämpötilan muutoksen vuoksi, kun taas sulamislämpötilassa polymeerin kiteiset tai puolikiteiset alueet muuttuvat kiinteä amorfinen faasi. Tämä on keskeinen ero lasittumislämpötilan ja sulamislämpötilan välillä.
SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeinen ero
2. Mikä on lasin siirtymälämpötila
3. Mikä on sulamislämpötila
4. Rinnakkainen vertailu - lasin siirtymälämpötila vs. sulamislämpötila taulukkomuodossa
5. Yhteenveto
Mikä on lasin siirtymälämpötila?
Lasittumislämpötila on lämpötila, jossa amorfisen tai puolikiteisen polymeerin viskoosi tai kumimainen tila muuttuu hauraaksi, lasimaiseksi tilaksi. Tämä on palautuva siirtymä. Lasittumislämpötilojen alapuolella polymeerit ovat kovia ja jäykkiä kuin lasi. Lasittumislämpötilan yläpuolella polymeereillä on viskoosi tai kumimaisia ominaisuuksia vähemmän jäykkyydellä. Lasisiirtymä on toisen asteen reaktio, koska johdannaiset muuttuvat. Polymeerin muutokset ylä- ja alapuolella tapahtuvat energiamuutosten aiheuttamasta molekyyliliikkeestä. Tähän lämpötilaan vaikuttaa suuresti molekyylien rakenne. Lisäksi se riippuu myös syklisen muodonmuutoksen tiheydestä, yhdisteaineiden, kuten pehmittimien, täyteaineiden jne. Vaikutuksesta ja lämpötilan muutosnopeudesta.
Kuva 01: Lämpötilan tiheys
Kokeellisten havaintojen mukaisesti havaitaan, että symmetrisessä polymeerissä lasittumislämpötila on puolet sen sulamislämpötilasta, kun taas epäsymmetrisessä polymeerissä lasittumislämpötila on 2/3 sen sulamisarvosta (Kelvin-asteina). Nämä suhteet eivät kuitenkaan ole universaaleja, ja niillä on poikkeamia monissa polymeereissä. Lasisiirtymä on tärkeää määritettäessä polymeerin toiminta-alue arvioimalla mekaaniseen rasitukseen reagoinnin joustavuus ja luonne.
Mikä on sulamislämpötila?
Sulaminen on toinen tärkeä parametri polymeerien lämpösiirtymissä. Tavallisesti sulamislämpötila on lämpötila, jossa tapahtuu faasimuutos; esimerkiksi kiinteästä nesteeseen tai nesteestä höyryksi.
Kuva 02: Sulaminen
Polymeerien osalta sulamislämpötila on kuitenkin lämpötila, jossa tapahtuu siirtyminen kiteisestä tai puolikiteisestä faasista kiinteään amorfiseen faasiin. Sulaminen on ensiluokkainen endoterminen reaktio. Polymeerin sulamisentalpiaa voidaan käyttää kiteisyysasteen laskemiseen, kun otetaan huomioon, että 100% saman polymeerin sulamisentalpia tunnetaan. Sulamislämpötilan tunteminen on myös erittäin tärkeää, koska se antaa käsityksen polymeerin toiminta-alueesta.
Mikä ero on lasin siirtymälämpötilan ja sulamislämpötilan välillä?
Erilainen artikkeli keskellä taulukkoa
Lasin siirtymälämpötila vs. sulamislämpötila |
|
| Lasittumislämpötila on lämpötila, jossa amorfisen tai puolikiteisen polymeerin viskoosi tai kumimainen tila muuttuu hauraaksi, lasimaiseksi tilaksi. | Lasittumislämpötila on lämpötila, jossa amorfisen tai puolikiteisen polymeerin viskoosi tai kumimainen tila muuttuu hauraaksi, lasimaiseksi tilaksi. |
| Reaktion järjestys | |
| Lasisiirtymä on toisen asteen reaktio. | Sulaminen on ensiluokkainen reaktio. |
| Edellä T g tai T m | |
| Amorfisista alueista tulee kumimaisia, vähemmän jäykkiä eikä hauraita | Kiteiset alueet muuttuvat kiinteiksi amorfisiksi alueiksi. |
| Alle T g tai T m | |
| Amorfiset alueet muuttuvat lasimaisiksi, jäykiksi ja hauraiksi. | Vakaa kiteinen alue |
| Suhde (kokeellisten havaintojen mukaan) | |
| Tg = 1/2 Tm (symmetrisille polymeereille) | Tg = 2/3 Tm (epäsymmetrisille polymeereille) |
Yhteenveto - Lasin siirtymälämpötila vs. sulamislämpötila
Sekä lasisiirtymä että sulamislämpötilat ovat erittäin tärkeitä polymeerien lämpösiirtymisominaisuuksia. Lasittumislämpötilan yläpuolella polymeereillä on kumiominaisuuksia, kun taas tämän lämpötilan alapuolella niillä on lasiominaisuuksia. Lasimuutos tapahtuu amorfisissa polymeereissä. Sulaminen on vaiheen muutos kiteisestä kiinteäksi amorfiseksi. Sulamislämpötila on tärkeä kiteisyysasteen laskemiseksi. Molemmat lämpötila-arvot ovat erittäin hyödyllisiä polymeerien laadun ja työskentelyalueen määrittämiseksi.
Lataa PDF-versio lasin siirtymälämpötilasta vs. sulamislämpötilasta
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainausviestin mukaan. Lataa PDF-versio täältä Lasin siirtymälämpötilan ja sulamislämpötilan ero
