nyckelskillnad – glasövergångstemperatur vs smälttemperatur
Undersökning av termiska egenskaper hos elastomerer är avgörande för att bestämma deras slutliga applikations- och tillverkningsprocessparametrar. De termiska egenskaperna hos elastomerer kan undersökas med hjälp av olika testparametrar såsom övergångstemperaturer, användbart temperaturområde, värmekapacitet, värmeledningsförmåga, temperaturberoende av mekaniska egenskaper och linjär värmeutvidgningskoefficient. Det finns två typer av temperaturparametrar som omfattas av övergångstemperaturer, nämligen glasövergångstemperatur (Tg) och smälttemperatur (Tm). Inom polymerindustrin används dessa temperaturer för identifiering av material och deras kvalitetsparametrar. Övergångstemperaturen för polymerer kan bedömas mycket noggrant med hjälp av avancerade instrument som dynamisk mekanisk analysator (DMA) och differential scanning kalorimeter (DSC). Vid glasövergångstemperatur sker en reversibel fasförändring från viskös till glasartad eller vice versa i polymerens amorfa områden på grund av en temperaturförändring, medan de kristallina eller halvkristallina områdena av en polymer ändras vid smälttemperatur. fast amorf fas. Detta är den viktigaste skillnaden mellan glastemperatur och smälttemperatur.
Vad är glasövergångstemperatur?
Glasövergångstemperaturen är den temperatur vid vilken ett trögflytande eller gummiartat tillstånd av en amorf eller halvkristallin polymer ändras till ett sprött, glasartat tillstånd. Detta är en reversibel övergång. Under glasövergångstemperaturer är polymerer hårda och styva som glas. Över glasövergångstemperatur uppvisar polymerer viskösa eller gummiliknande egenskaper med mindre styvhet. Glasövergång är en andra ordningens reaktion eftersom det sker en förändring i derivaten. Förändringarna i polymeren ovanför och under uppstår på grund av den molekylära rörelsen på grund av energiförändringar. Denna temperatur påverkas mycket av molekylernas struktur. Dessutom beror det också på frekvensen av cyklisk deformation, effekten av att blanda ingredienser som mjukgörare, fyllmedel, etc. och hastigheten för temperaturförändringar.
Figur 01: Densitet på temperatur
Enligt experimentella observationer har man funnit att i en symmetrisk polymer är glasövergångstemperaturen hälften av dess smälttemperatur, medan glasövergångstemperaturen i en osymmetrisk polymer är 2/3 av dess smältvärde (i grader av Kelvin). Dessa förhållanden är dock inte universella och har avvikelser i många polymerer. Glasövergången är viktig för att bestämma polymerens arbetsområde, för att utvärdera flexibiliteten och typen av respons på mekanisk påfrestning.
Vad är smälttemperatur?
Smältning är en annan viktig parameter för termiska övergångar i polymerer. Vanligtvis är smälttemperatur den temperatur vid vilken en fasövergång sker; till exempel fast till vätska eller vätska till ånga.
Figur 02: Smältning
Men vad gäller polymerer är smälttemperaturen en temperatur vid vilken en övergång från en kristallin eller halvkristallin fas till en fast amorf fas äger rum. Smältning är en första ordningens endoterm reaktion. Polymerens smältentalpin kan användas för att beräkna graden av kristallinitet, givet att smältentalpin för 100 % av samma polymer är känd. Att känna till smälttemperaturen är också mycket viktigt eftersom det ger en uppfattning om arbetsområdet för en polymer.
Vad är skillnaden mellan glasövergångstemperatur och smälttemperatur?
Glasövergångstemperatur vs smälttemperatur |
|
| Glasövergångstemperatur är den temperatur vid vilken ett viskös eller gummiliknande tillstånd av en amorf eller halvkristallin polymer ändras till ett sprött, glasartat tillstånd. | Glasövergångstemperatur är den temperatur vid vilken ett viskös eller gummiliknande tillstånd av en amorf eller halvkristallin polymer ändras till ett sprött, glasartat tillstånd. |
| Reaktionsordning | |
| Glasövergång är en andra ordningens reaktion. | Smältning är en första ordningens reaktion. |
| Above Tg eller Tm | |
| Amorfa områden blir gummiartade, mindre stela och inte spröda | Kristallina regioner omvandlas till solida amorfa regioner. |
| Below Tg eller Tm | |
| Amorfa regioner blir glasiga, stela och spröda. | Stabila kristallina regioner |
| Relation (enligt experimentella observationer) | |
| Tg=1/2 Tm (för symmetriska polymerer) | Tg=2/3 Tm (för osymmetriska polymerer) |
Sammanfattning – Glasövergångstemperatur vs smälttemperatur
Både glasövergångs- och smälttemperaturer är mycket viktiga termiska övergångsegenskaper hos polymerer. Över glasövergångstemperatur har polymerer gummiliknande egenskaper, medan de under denna temperatur har glasegenskaper. Glasövergång sker i amorfa polymerer. Smältning är förändringen av fas från kristallin till fast amorf. Smälttemperatur är viktig för att beräkna graden av kristallinitet. Båda temperaturvärdena är extremt användbara för att bestämma polymerernas kvalitet och arbetsområde.
Ladda ner PDF-version av Glass Transition Temperature vs Melting Temperature
Du kan ladda ner PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offlineändamål enligt citat. Ladda ner PDF-versionen här Skillnaden mellan glasövergångstemperatur och smälttemperatur
