تعریف دمای انتقال شیشه‌ای
دمای انتقال شیشه‌ای (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 کریستالی در یک پلیمر کریستالی) از حالت شیشه‌ای به حالت بسیار الاستیک یا از حالت دوم به حالت اول اشاره دارد. این پایین‌ترین دمایی است که در آن بخش‌های ماکرومولکولی پلیمرهای آمورف می‌توانند آزادانه حرکت کنند. معمولاً با Tg نشان داده می‌شود. بسته به روش و شرایط اندازه‌گیری، این دما متفاوت است.
این یک شاخص عملکرد مهم پلیمرها است. بالاتر از این دما، پلیمر خاصیت ارتجاعی نشان می‌دهد؛ پایین‌تر از این دما، پلیمر شکنندگی نشان می‌دهد. این موضوع باید هنگام استفاده به عنوان پلاستیک، لاستیک، الیاف مصنوعی و غیره در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، دمای انتقال شیشه‌ای پلی وینیل کلرید ۸۰ درجه سانتیگراد است. با این حال، این حد بالایی دمای کاری محصول نیست. به عنوان مثال، دمای کاری لاستیک باید بالاتر از دمای انتقال شیشه‌ای باشد، در غیر این صورت خاصیت ارتجاعی بالای خود را از دست می‌دهد.
از آنجا که نوع پلیمر همچنان ماهیت خود را حفظ می‌کند، امولسیون نیز دارای دمای انتقال شیشه‌ای است که نشان‌دهنده سختی لایه پوششی تشکیل شده توسط امولسیون پلیمری است. امولسیون با دمای انتقال شیشه‌ای بالا، پوششی با سختی بالا، براقیت بالا، مقاومت در برابر لکه خوب دارد و به راحتی آلوده نمی‌شود و سایر خواص مکانیکی آن نیز به همین ترتیب بهتر است. با این حال، دمای انتقال شیشه‌ای و حداقل دمای تشکیل لایه آن نیز بالا است که استفاده از آن را در دماهای پایین با مشکلاتی مواجه می‌کند. این یک تناقض است و هنگامی که امولسیون پلیمری به دمای انتقال شیشه‌ای خاصی می‌رسد، بسیاری از خواص آن به طور قابل توجهی تغییر می‌کنند، بنابراین دمای انتقال شیشه‌ای مناسب باید کنترل شود. در مورد ملات اصلاح‌شده با پلیمر، هرچه دمای انتقال شیشه‌ای بالاتر باشد، مقاومت فشاری ملات اصلاح‌شده بیشتر است. هرچه دمای انتقال شیشه‌ای پایین‌تر باشد، عملکرد ملات اصلاح‌شده در دمای پایین بهتر است.
تعریف حداقل دمای تشکیل فیلم
حداقل دمای تشکیل فیلم یک عامل مهم استشاخص ملات خشک مخلوط
MFFT به حداقل دمایی اشاره دارد که در آن ذرات پلیمری موجود در امولسیون، تحرک کافی برای تجمع با یکدیگر و تشکیل یک فیلم پیوسته را دارند. در فرآیند تشکیل یک فیلم پوششی پیوسته توسط امولسیون پلیمری، ذرات پلیمری باید آرایش فشرده‌ای را تشکیل دهند. بنابراین، علاوه بر پراکندگی خوب امولسیون، شرایط تشکیل یک فیلم پیوسته شامل تغییر شکل ذرات پلیمری نیز می‌شود. یعنی وقتی فشار مویینگی آب، فشار قابل توجهی بین ذرات کروی ایجاد می‌کند، هرچه ذرات کروی به هم نزدیک‌تر باشند، افزایش فشار بیشتر می‌شود.
وقتی ذرات با یکدیگر تماس پیدا می‌کنند، فشار ناشی از تبخیر آب، ذرات را مجبور به فشرده شدن و تغییر شکل می‌دهد تا به یکدیگر متصل شوند و یک فیلم پوششی تشکیل دهند. بدیهی است که برای امولسیون‌هایی با عوامل نسبتاً سخت، بیشتر ذرات پلیمری رزین‌های ترموپلاستیک هستند، هرچه دما پایین‌تر باشد، سختی بیشتر و تغییر شکل آن سخت‌تر خواهد بود، بنابراین مشکل حداقل دمای تشکیل فیلم وجود دارد. یعنی، در زیر یک دمای خاص، پس از تبخیر آب موجود در امولسیون، ذرات پلیمری هنوز در حالت گسسته هستند و نمی‌توانند یکپارچه شوند. بنابراین، امولسیون به دلیل تبخیر آب نمی‌تواند یک پوشش یکنواخت پیوسته تشکیل دهد. و بالاتر از این دمای خاص، وقتی آب تبخیر می‌شود، مولکول‌های موجود در هر ذره پلیمری نفوذ می‌کنند، پخش می‌شوند، تغییر شکل می‌دهند و جمع می‌شوند تا یک فیلم شفاف پیوسته تشکیل دهند. این حد پایین دما که در آن می‌توان فیلم تشکیل داد، حداقل دمای تشکیل فیلم نامیده می‌شود.
MFFT یک شاخص مهم استامولسیون پلیمریو استفاده از امولسیون در فصول با دمای پایین از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. انجام اقدامات مناسب می‌تواند باعث شود امولسیون پلیمری حداقل دمای تشکیل فیلم را داشته باشد که الزامات استفاده را برآورده کند. به عنوان مثال، افزودن یک نرم‌کننده به امولسیون می‌تواند پلیمر را نرم کند و حداقل دمای تشکیل فیلم امولسیون را به طور قابل توجهی کاهش دهد، یا حداقل دمای تشکیل فیلم را تنظیم کند. امولسیون‌های پلیمری بالاتر از افزودنی‌ها و غیره استفاده می‌کنند.
MFFT لانگوپودر لاتکس قابل پخش مجدد VAEمعمولاً بین 0 تا 10 درجه سانتیگراد است، که رایج‌ترین آن 5 درجه سانتیگراد است. در این دما،پودر پلیمرییک فیلم پیوسته ارائه می‌دهد. برعکس، در زیر این دما، فیلم پودر پلیمری قابل پخش مجدد دیگر پیوسته نیست و می‌شکند. بنابراین، حداقل دمای تشکیل فیلم، شاخصی است که دمای ساخت پروژه را نشان می‌دهد. به طور کلی، هرچه حداقل دمای تشکیل فیلم کمتر باشد، کارایی بهتر است.
تفاوت‌های بین Tg و MFFT
۱. دمای انتقال شیشه‌ای، دمایی که در آن یک ماده نرم می‌شود. عمدتاً به دمایی اشاره دارد که در آن پلیمرهای آمورف شروع به نرم شدن می‌کنند. این دما نه تنها به ساختار پلیمر، بلکه به وزن مولکولی آن نیز مربوط می‌شود.
۲. نقطه نرم شدن
با توجه به نیروهای حرکتی مختلف پلیمرها، اکثر مواد پلیمری معمولاً می‌توانند در چهار حالت فیزیکی (یا حالت مکانیکی) زیر باشند: حالت شیشه‌ای، حالت ویسکوالاستیک، حالت بسیار الاستیک (حالت لاستیکی) و حالت جریان ویسکوز. گذار شیشه‌ای گذار بین حالت بسیار الاستیک و حالت شیشه‌ای است. از دیدگاه ساختار مولکولی، دمای گذار شیشه‌ای یک پدیده آرامش بخش آمورف پلیمر از حالت منجمد به حالت ذوب شده است، برخلاف فاز. در طول تبدیل، گرمای تغییر فاز وجود دارد، بنابراین یک تبدیل فاز ثانویه است (که در مکانیک دینامیک پلیمر به آن تبدیل اولیه می‌گویند). در زیر دمای گذار شیشه‌ای، پلیمر در حالت شیشه‌ای قرار دارد و زنجیره‌ها و بخش‌های مولکولی نمی‌توانند حرکت کنند. فقط اتم‌ها (یا گروه‌های) تشکیل دهنده مولکول‌ها در موقعیت‌های تعادل خود ارتعاش می‌کنند. در حالی که در دمای گذار شیشه‌ای، اگرچه زنجیره‌های مولکولی نمی‌توانند حرکت کنند، اما بخش‌های زنجیره شروع به حرکت می‌کنند و خواص الاستیک بالایی را نشان می‌دهند. اگر دما دوباره افزایش یابد، کل زنجیره مولکولی حرکت می‌کند و خواص جریان ویسکوز را نشان می‌دهد. دمای گذار شیشه‌ای (Tg) یک ویژگی فیزیکی مهم پلیمرهای آمورف است.
دمای انتقال شیشه‌ای یکی از دماهای مشخصه پلیمرها است. با در نظر گرفتن دمای انتقال شیشه‌ای به عنوان مرز، پلیمرها خواص فیزیکی متفاوتی از خود نشان می‌دهند: در زیر دمای انتقال شیشه‌ای، ماده پلیمری پلاستیک است؛ در بالای دمای انتقال شیشه‌ای، ماده پلیمری لاستیک است. از دیدگاه کاربردهای مهندسی، حد بالای دمای استفاده از پلاستیک‌های مهندسی دمای انتقال شیشه‌ای، حد پایین استفاده از لاستیک یا الاستومرها است.
زمان ارسال: ژانویه-04-2024