Rozdíl mezi teplotou skelného přechodu a teplotou tání

Klíčový rozdíl - teplota skelného přechodu vs teplota tání
 

Zkoumání tepelných vlastností elastomerů je zásadní pro rozhodnutí o jejich konečné aplikaci a výrobních procesních parametrech. Tepelné vlastnosti elastomerů lze zkoumat pomocí různých zkušebních parametrů, jako jsou teploty přechodu, užitečný teplotní rozsah, tepelná kapacita, tepelná vodivost, teplotní závislost mechanických vlastností a koeficient lineární tepelné roztažnosti. Existují dva typy teplotních parametrů, které spadají pod teploty přechodu, a to teplotu přechodu do sklaT_G) a teplota tání (T_m). V polymerním průmyslu se tyto teploty používají k identifikaci materiálů a jejich kvalitativních parametrů. Teplotu přechodu polymerů lze velmi přesně stanovit pomocí pokročilých přístrojů, jako je dynamický mechanický analyzátor (DMA) a diferenciální skenovací kalorimetr (DSC).. Při teplotě skelného přechodu reverzibilní změna fáze z viskózní na sklovitou nebo naopak se vyskytuje v amorfních oblastech polymeru v důsledku změny teploty, zatímco při teplotě tání se krystalické nebo semikrystalické oblasti polymeru mění na pevnou amorfní fázi. To je klíčový rozdíl mezi teplotou skelného přechodu a teplotou tání.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je to teplota skelného přechodu
3. Co je teplota tání
4. Srovnání bok po boku - teplota skelného přechodu vs teplota tání v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je to teplota skelného přechodu?

Teplota skelného přechodu je teplota, při které se viskózní nebo gumovitý stav amorfního nebo polokrystalického polymeru změní na křehký, sklovitý stav. Toto je reverzibilní přechod. Pod teplotou skelného přechodu jsou polymery tvrdé a tuhé jako sklo. Polymery vykazují nad teplotou skelného přechodu viskózní nebo gumovité vlastnosti s menší tuhostí. Skleněný přechod je reakcí druhého řádu, protože dochází ke změně derivátů. Ke změnám v polymeru nad a pod dochází v důsledku molekulárního pohybu v důsledku změn energie. Tato teplota je velmi ovlivněna strukturou molekul. Kromě toho také závisí na frekvenci cyklické deformace, účinku směsných složek, jako jsou změkčovadla, plniva atd., A rychlosti změny teploty..

Obrázek 01: Hustota na teplotě

Podle experimentálních pozorování bylo zjištěno, že v symetrickém polymeru je teplota skelného přechodu polovina jeho teploty tání, zatímco v nesymetrickém polymeru je teplota skelného přechodu 2/3 jeho teploty tání (ve stupních Kelvina). Tyto vztahy však nejsou univerzální a mají odchylky v mnoha polymerech. Přechod ze skla je důležitý pro stanovení pracovního rozsahu polymeru, vyhodnocení flexibility a povahy reakce na mechanické namáhání.

Co je teplota tání?

Tavení je dalším důležitým parametrem tepelných přechodů v polymerech. Teplota tání je obvykle teplota, při které dochází k fázovému přechodu; například pevná látka na kapalinu nebo kapalina na páru.

Obrázek 02: Tání

Pokud však jde o polymery, teplota tání je teplota, při které dochází k přechodu z krystalické nebo semikrystalické fáze do pevné amorfní fáze. Tavení je endotermní reakce prvního řádu. Entalpie tání polymeru může být použita pro výpočet stupně krystalinity, vzhledem k tomu, že entalpie tání 100% stejného polymeru je známa. Znalost teploty tání je také velmi důležitá, protože poskytuje představu o pracovním rozsahu polymeru.

Jaký je rozdíl mezi teplotou skelného přechodu a teplotou tání?

Teplota skelného přechodu vs teplota tání
Teplota skelného přechodu je teplota, při které se viskózní nebo gumovitý stav amorfního nebo semikrystalického polymeru změní na křehký, sklovitý stav.	Teplota skelného přechodu je teplota, při které se viskózní nebo gumovitý stav amorfního nebo semikrystalického polymeru změní na křehký, sklovitý stav.
Pořadí reakce
Skleněný přechod je reakcí druhého řádu.	Tavení je reakce prvního řádu.
Nad TG nebo Tm
Amorfní oblasti jsou gumovité, méně tuhé a ne křehké	Krystalické oblasti se transformují na pevné amorfní oblasti.
Pod TG nebo Tm
Amorfní oblasti jsou sklovité, tuhé a křehké.	Stabilní krystalické oblasti
Vztah (podle experimentálních pozorování)
Tg = 1/2 Tm (pro symetrické polymery)	Tg = 2/3 Tm (pro nesymetrické polymery)

Shrnutí - teplota skelného přechodu vs teplota tání

Teploty skelného přechodu i teploty tání jsou velmi důležité vlastnosti tepelných přechodů polymerů. Polymery mají nad teplotou skelného přechodu gumové vlastnosti, zatímco pod touto teplotou mají skelné vlastnosti. V amorfních polymerech dochází ke skelnému přechodu. Tavení je změna fáze z krystalické na tuhou amorfní. Teplota tání je důležitá pro výpočet stupně krystalinity. Obě hodnoty teplot jsou velmi užitečné pro stanovení kvality a pracovního rozsahu polymerů.

Stáhněte si PDF verzi teploty skelného přechodu vs teplotu tání

Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro účely offline podle citace. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi teplotou skelného přechodu a teplotou tání

Odkaz:

1. Adams, Robert D., et al. Strukturální lepicí spoje ve strojírenství. 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 encyklopedie plastů. Springer Science & Business Media, 2000.

Obrázek se svolením:

1. „Hustota na teplotě“ od Booyabazooka na anglické Wikipedii (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia
2. „Black and Grey Ice“ (CC0) prostřednictvím PEXELS