تعریف دمای انتقال شیشه ای
دمای انتقال شیشه (Tg)، دمایی است که در آن یک پلیمر از حالت الاستیک به حالت شیشه‌ای تغییر می‌کند، به دمای انتقال یک پلیمر آمورف (شامل بخش غیر بلوری در یک پلیمر کریستالی) از حالت شیشه‌ای اشاره دارد. به حالت بسیار الاستیک یا از حالت دوم به حالت اول. این پایین ترین دمایی است که در آن بخش های ماکرومولکولی پلیمرهای آمورف می توانند آزادانه حرکت کنند. معمولا توسط Tg نمایندگی می شود. بسته به روش اندازه گیری و شرایط متفاوت است.
این یک شاخص عملکرد مهم پلیمرها است. بالاتر از این دما، پلیمر خاصیت ارتجاعی نشان می دهد. در زیر این دما، پلیمر شکنندگی را نشان می دهد. هنگامی که به عنوان پلاستیک، لاستیک، الیاف مصنوعی و غیره استفاده می شود باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، دمای انتقال شیشه ای پلی وینیل کلراید 80 درجه سانتی گراد است. با این حال، این حد بالای دمای کاری محصول نیست. به عنوان مثال، دمای کار لاستیک باید بالاتر از دمای انتقال شیشه باشد، در غیر این صورت خاصیت ارتجاعی بالای خود را از دست می دهد.
از آنجایی که نوع پلیمر هنوز ماهیت خود را حفظ کرده است، امولسیون همچنین دارای دمای انتقال شیشه ای است که نشان دهنده سختی لایه پوششی است که توسط امولسیون پلیمری تشکیل شده است. امولسیون با دمای انتقال شیشه ای بالا دارای پوششی با سختی بالا، براقیت بالا، مقاومت در برابر لکه خوب است و به راحتی آلوده نمی شود و سایر خواص مکانیکی آن به نسبت بهتر است. با این حال، دمای انتقال شیشه و حداقل دمای تشکیل فیلم آن نیز بالا است، که مشکلات خاصی را برای استفاده در دماهای پایین به همراه دارد. این یک تناقض است و زمانی که امولسیون پلیمری به دمای انتقال شیشه ای معینی می رسد، بسیاری از خواص آن به طور مهمی تغییر می کند، بنابراین دمای انتقال شیشه ای مناسب باید کنترل شود. تا آنجا که به ملات اصلاح شده با پلیمر مربوط می شود، هر چه دمای انتقال شیشه ای بالاتر باشد، مقاومت فشاری ملات اصلاح شده بالاتر است. هرچه دمای انتقال شیشه ای کمتر باشد، عملکرد ملات اصلاح شده در دمای پایین بهتر است.
تعریف حداقل دمای تشکیل فیلم
حداقل دمای تشکیل فیلم مهم استنشانگر ملات مخلوط خشک
MFFT به حداقل دمایی اطلاق می شود که در آن ذرات پلیمری در امولسیون تحرک کافی برای تجمع با یکدیگر و تشکیل یک فیلم پیوسته دارند. در فرآیند امولسیون پلیمری که یک فیلم پوششی پیوسته را تشکیل می دهد، ذرات پلیمری باید یک آرایش بسته بندی شده را ایجاد کنند. بنابراین، علاوه بر پراکندگی خوب امولسیون، شرایط تشکیل یک فیلم پیوسته شامل تغییر شکل ذرات پلیمر نیز می شود. یعنی وقتی فشار مویرگی آب فشار قابل توجهی بین ذرات کروی ایجاد می کند، هر چه ذرات کروی به هم نزدیکتر باشند، فشار بیشتر می شود.
هنگامی که ذرات با یکدیگر تماس پیدا می کنند، فشار ایجاد شده در اثر تبخیر آب، ذرات را مجبور می کند تا فشرده شوند و تغییر شکل دهند تا با یکدیگر پیوند برقرار کنند و یک لایه پوششی تشکیل دهند. بدیهی است که برای امولسیون هایی با عوامل نسبتاً سخت، بیشتر ذرات پلیمری رزین های ترموپلاستیک هستند، هر چه دما کمتر باشد، سختی بیشتر و تغییر شکل آن سخت تر خواهد بود، بنابراین مشکل حداقل دمای تشکیل فیلم وجود دارد. یعنی در زیر دمای معین، پس از تبخیر آب موجود در امولسیون، ذرات پلیمر همچنان در حالت گسسته هستند و نمی توانند یکپارچه شوند. بنابراین، امولسیون به دلیل تبخیر آب نمی تواند یک پوشش یکنواخت مداوم ایجاد کند. و بالاتر از این دمای خاص، وقتی آب تبخیر می‌شود، مولکول‌های موجود در هر ذره پلیمری نفوذ می‌کنند، پخش می‌شوند، تغییر شکل می‌دهند و به هم می‌چسبند تا یک فیلم شفاف پیوسته تشکیل دهند. این حد پایین دمایی که در آن فیلم می تواند تشکیل شود، حداقل دمای تشکیل فیلم نامیده می شود.
MFFT یک شاخص مهم استامولسیون پلیمریو استفاده از امولسیون در فصول دمای پایین بسیار مهم است. انجام اقدامات مناسب می تواند باعث شود امولسیون پلیمری دارای حداقل دمای تشکیل فیلم باشد که شرایط استفاده را برآورده کند. به عنوان مثال، افزودن یک نرم کننده به امولسیون می تواند پلیمر را نرم کند و حداقل دمای تشکیل فیلم امولسیون را به میزان قابل توجهی کاهش دهد یا حداقل دمای تشکیل فیلم را تنظیم کند. امولسیون های پلیمری بالاتر از مواد افزودنی و غیره استفاده می کنند.
MFFT Longouپودر لاتکس قابل پخش مجدد VAEمعمولاً بین 0 تا 10 درجه سانتیگراد است و معمول تر آن 5 درجه سانتیگراد است. در این دما،پودر پلیمرفیلمی پیوسته ارائه می دهد. برعکس، در زیر این دما، فیلم پودر پلیمری قابل پخش مجدد، دیگر پیوسته نیست و می شکند. بنابراین، حداقل دمای تشکیل فیلم، نشان دهنده دمای ساخت پروژه است. به طور کلی، هرچه حداقل دمای تشکیل فیلم کمتر باشد، کارایی بهتری دارد.
تفاوت بین Tg و MFFT
1. دمای انتقال شیشه ای، دمایی که در آن یک ماده نرم می شود. عمدتاً به دمایی اشاره دارد که در آن پلیمرهای آمورف شروع به نرم شدن می کنند. این نه تنها به ساختار پلیمر، بلکه به وزن مولکولی آن نیز مربوط می شود.
2.نقطه نرم شدن
با توجه به نیروهای حرکتی مختلف پلیمرها، اکثر مواد پلیمری معمولاً می توانند در چهار حالت فیزیکی (یا حالت مکانیکی) زیر باشند: حالت شیشه ای، حالت ویسکوالاستیک، حالت بسیار الاستیک (حالت لاستیکی) و حالت جریان ویسکوز. انتقال شیشه ای انتقال بین حالت بسیار الاستیک و حالت شیشه ای است. از دیدگاه ساختار مولکولی، دمای انتقال شیشه‌ای یک پدیده آرامش بخش آمورف پلیمر از حالت یخ‌زده به حالت ذوب است، بر خلاف فاز. گرمای تغییر فاز در طول تبدیل وجود دارد، بنابراین تبدیل فاز ثانویه است (به نام تبدیل اولیه در مکانیک دینامیکی پلیمر). در زیر دمای انتقال شیشه ای، پلیمر در حالت شیشه ای است و زنجیره ها و بخش های مولکولی نمی توانند حرکت کنند. فقط اتم‌ها (یا گروه‌هایی) که مولکول‌ها را تشکیل می‌دهند در موقعیت‌های تعادلی خود ارتعاش می‌کنند. در حالی که در دمای انتقال شیشه‌ای، اگرچه زنجیره‌های مولکولی نمی‌توانند حرکت کنند، اما بخش‌های زنجیره شروع به حرکت می‌کنند و خاصیت ارتجاعی بالایی از خود نشان می‌دهند. اگر دما دوباره افزایش یابد، کل زنجیره مولکولی حرکت می کند و خواص جریان ویسکوز را نشان می دهد. دمای انتقال شیشه ای (Tg) یک ویژگی فیزیکی مهم پلیمرهای آمورف است.
دمای انتقال شیشه ای یکی از دماهای مشخصه پلیمرها است. با در نظر گرفتن دمای انتقال شیشه ای به عنوان مرز، پلیمرها خواص فیزیکی متفاوتی از خود نشان می دهند: در زیر دمای انتقال شیشه ای، ماده پلیمری پلاستیک است. بالاتر از دمای انتقال شیشه ای، مواد پلیمری لاستیک است. از منظر کاربردهای مهندسی، حد بالایی دمای استفاده از پلاستیک های مهندسی دمای انتقال شیشه، حد پایین استفاده از لاستیک یا الاستومرها است.
زمان ارسال: ژانویه-04-2024