Шыны ауысу температурасының анықтамасы
Шыныдан өту температурасы (Tg) - полимердің серпімді күйден шыны күйге ауысу температурасы, аморфты полимердің (кристалды полимердегі кристалды емес бөлікті қоса алғанда) шыны күйден жоғары серпімді күйге немесе соңғысынан біріншісіне ауысу температурасын білдіреді. Бұл аморфты полимерлердің макромолекулалық сегменттері еркін қозғала алатын ең төменгі температура. Әдетте Tg арқылы көрсетіледі. Ол өлшеу әдісі мен жағдайларына байланысты өзгереді.
Бұл полимерлердің маңызды өнімділік көрсеткіші. Осы температурадан жоғары полимер серпімділік көрсетеді; осы температурадан төмен полимер сынғыштықты көрсетеді. Оны пластмасса, резеңке, синтетикалық талшықтар және т.б. ретінде қолданған кезде ескеру қажет. Мысалы, поливинилхлоридтің шыныға өту температурасы 80°C құрайды. Дегенмен, бұл өнімнің жұмыс температурасының жоғарғы шегі емес. Мысалы, резеңкенің жұмыс температурасы шыныға өту температурасынан жоғары болуы керек, әйтпесе ол өзінің жоғары серпімділігін жоғалтады.
Полимер түрі әлі де өз табиғатын сақтап қалғандықтан, эмульсияның шыныға ауысу температурасы да бар, бұл полимер эмульсиясымен түзілген жабын қабықшасының қаттылығының көрсеткіші болып табылады. Шыныға ауысу температурасы жоғары эмульсияның жабыны жоғары қаттылыққа, жоғары жылтырлыққа, жақсы дақтарға төзімділікке ие және ластануы оңай емес, ал басқа механикалық қасиеттері сәйкесінше жақсырақ. Дегенмен, шыныға ауысу температурасы және оның ең аз қабықша түзу температурасы да жоғары, бұл төмен температурада қолдануда белгілі бір қиындықтар туғызады. Бұл қарама-қайшылық, және полимер эмульсиясы белгілі бір шыныға ауысу температурасына жеткенде, оның көптеген қасиеттері маңызды түрде өзгереді, сондықтан тиісті шыныға ауысу температурасын бақылау қажет. Полимермен модификацияланған ерітіндіге келетін болсақ, шыныға ауысу температурасы неғұрлым жоғары болса, модификацияланған ерітіндінің сығылу беріктігі соғұрлым жоғары болады. Шыныға ауысу температурасы неғұрлым төмен болса, модификацияланған ерітіндінің төмен температуралық өнімділігі соғұрлым жақсы болады.
Қабықша түзудің минималды температурасын анықтау
Пленка түзудің минималды температурасы маңыздықұрғақ аралас ерітіндінің индикаторы
MFT эмульсиядағы полимер бөлшектерінің бір-бірімен агломерацияланып, үздіксіз пленка түзуге жеткілікті қозғалғыштығы болатын ең төменгі температураны білдіреді. Полимер эмульсиясының үздіксіз жабын пленкасын қалыптастыру процесінде полимер бөлшектері тығыз орналасқан орналасуды қалыптастыруы керек. Сондықтан, эмульсияның жақсы дисперсиясынан басқа, үздіксіз пленканы қалыптастыру шарттарына полимер бөлшектерінің деформациясы да кіреді. Яғни, судың капиллярлық қысымы сфералық бөлшектер арасында айтарлықтай қысым тудырған кезде, сфералық бөлшектер неғұрлым жақын орналасса, қысым соғұрлым жоғарылайды.
Бөлшектер бір-бірімен жанасқан кезде, судың булануынан пайда болатын қысым бөлшектерді қысып, деформациялап, бір-бірімен байланысып, жабын қабықшасын түзуге мәжбүр етеді. Әрине, салыстырмалы түрде қатты агенттері бар эмульсиялар үшін полимер бөлшектерінің көпшілігі термопластикалық шайырлар болып табылады, температура неғұрлым төмен болса, қаттылық соғұрлым жоғары болады және деформациялау соғұрлым қиын болады, сондықтан пленка түзудің минималды температурасы мәселесі туындайды. Яғни, белгілі бір температурадан төмен, эмульсиядағы су буланғаннан кейін полимер бөлшектері әлі де дискретті күйде болады және біріктірілмейді. Сондықтан, судың булануына байланысты эмульсия үздіксіз біркелкі жабын түзе алмайды; және осы нақты температурадан жоғары, су буланған кезде, әрбір полимер бөлшегіндегі молекулалар үздіксіз мөлдір қабықша түзу үшін еніп, диффузияланып, деформацияланып, агрегацияланады. Пленка түзілуі мүмкін температураның бұл төменгі шегі пленка түзудің минималды температурасы деп аталады.
MFT маңызды көрсеткіш болып табыладыполимер эмульсиясы, және әсіресе төмен температуралы маусымдарда эмульсияны қолдану маңызды. Тиісті шараларды қабылдау полимер эмульсиясының пайдалану талаптарына сай келетін минималды қабықша түзу температурасына ие болуына мүмкіндік береді. Мысалы, эмульсияға пластификатор қосу полимерді жұмсартып, эмульсияның минималды қабықша түзу температурасын айтарлықтай төмендетуі немесе минималды қабықша түзу температурасын реттеуі мүмкін. Жоғары полимер эмульсиялары қоспаларды және т.б. пайдаланады.
Лонгу MFFTVAE қайта еритін латекс ұнтағыәдетте 0°C және 10°C аралығында болады, жиірек кездесетіні 5°C. Бұл температурадаполимер ұнтағыүздіксіз қабықшаны ұсынады. Керісінше, осы температурадан төмен қайта еритін полимер ұнтағының қабықшасы үздіксіз болмайды және үзіледі. Сондықтан, қабықша түзудің минималды температурасы жобаның құрылыс температурасын көрсететін индикатор болып табылады. Жалпы алғанда, қабықша түзудің минималды температурасы неғұрлым төмен болса, жұмысқа қабілеттілік соғұрлым жақсы болады.
Tg және MFFT арасындағы айырмашылықтар
1. Шыныға өту температурасы, заттың жұмсаратын температурасы. Негізінен аморфты полимерлердің жұмсара бастайтын температурасын білдіреді. Бұл тек полимердің құрылымымен ғана емес, сонымен қатар оның молекулалық салмағымен де байланысты.
2. Жұмсарту нүктесі
Полимерлердің әртүрлі қозғалыс күштеріне сәйкес, полимер материалдарының көпшілігі әдетте келесі төрт физикалық күйде (немесе механикалық күйде) болуы мүмкін: шыны тәрізді күй, тұтқыр серпімді күй, жоғары серпімді күй (резеңке күй) және тұтқыр ағын күйі. Шыны ауысуы - жоғары серпімді күй мен шыны тәрізді күй арасындағы ауысу. Молекулалық құрылым тұрғысынан алғанда, шыны ауысу температурасы - полимердің аморфты бөлігінің фазадан айырмашылығы, мұздатылған күйден еріген күйге релаксация құбылысы. Трансформация кезінде фазалық ауысу жылуы болады, сондықтан бұл екінші фазалық трансформация (полимер динамикалық механикасында бастапқы трансформация деп аталады). Шыны ауысу температурасынан төмен полимер шыны күйінде болады, ал молекулалық тізбектер мен сегменттер қозғала алмайды. Тек молекулаларды құрайтын атомдар (немесе топтар) тепе-теңдік күйлерінде тербеледі; ал шыны ауысу температурасында молекулалық тізбектер қозғала алмаса да, тізбек сегменттері қозғала бастайды, жоғары серпімді қасиеттерді көрсетеді. Егер температура қайтадан көтерілсе, бүкіл молекулалық тізбек қозғалады және тұтқыр ағын қасиеттерін көрсетеді. Шыны ауысу температурасы (Tg) - аморфты полимерлердің маңызды физикалық қасиеті.
Шыны ауысу температурасы полимерлердің сипаттамалық температураларының бірі болып табылады. Шыны ауысу температурасын шекара ретінде алғанда, полимерлер әртүрлі физикалық қасиеттерді көрсетеді: шыны ауысу температурасынан төмен полимер материалы пластик; шыны ауысу температурасынан жоғары полимер материалы резеңке болып табылады. Инженерлік қолдану тұрғысынан алғанда, шыны ауысу температурасының инженерлік пластмассаларын пайдалану температурасының жоғарғы шегі резеңке немесе эластомерлерді пайдаланудың төменгі шегі болып табылады.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 4 қаңтар