تفاوت کلیدی – دمای انتقال شیشه در مقابل دمای ذوب
بررسی خواص حرارتی الاستومرها برای تصمیم گیری در مورد کاربرد نهایی و پارامترهای فرآیند ساخت آنها ضروری است. خواص حرارتی الاستومرها را می توان با استفاده از پارامترهای آزمایشی مختلف مانند دماهای انتقال، محدوده دمای مفید، ظرفیت گرمایی، هدایت حرارتی، وابستگی به دمای خواص مکانیکی و ضریب انبساط حرارتی خطی بررسی کرد. دو نوع پارامتر دما وجود دارد که تحت دماهای انتقال قرار می‌گیرند، یعنی دمای انتقال شیشه (Tg) و دمای ذوب (Tm).در صنعت پلیمر از این دماها برای شناسایی مواد و پارامترهای کیفی آنها استفاده می شود. دمای انتقال پلیمرها را می توان با استفاده از ابزارهای پیشرفته مانند تحلیلگر مکانیکی دینامیکی (DMA) و کالری سنج اسکن تفاضلی (DSC) بسیار دقیق ارزیابی کرد. در دمای انتقال شیشه ای، یک تغییر برگشت پذیر در فاز از چسبناک به شیشه ای یا بالعکس در نواحی آمورف پلیمر به دلیل تغییر دما رخ می دهد، در حالی که در دمای ذوب، نواحی کریستالی یا نیمه کریستالی پلیمر به یک پلیمر تغییر می کند. فاز آمورف جامد این تفاوت کلیدی بین دمای انتقال شیشه ای و دمای ذوب است.
دمای انتقال شیشه ای چیست؟
دمای انتقال شیشه ای دمایی است که در آن حالت چسبناک یا لاستیکی یک پلیمر آمورف یا نیمه کریستالی به حالت شکننده و شیشه ای تغییر می کند. این یک انتقال برگشت پذیر است. در دمای انتقال شیشه ای، پلیمرها مانند شیشه سخت و سفت هستند.بالاتر از دمای انتقال شیشه ای، پلیمرها دارای خاصیت چسبناک یا لاستیکی با سفتی کمتر هستند. انتقال شیشه ای یک واکنش مرتبه دوم است زیرا تغییری در مشتقات وجود دارد. تغییرات پلیمر در بالا و پایین به دلیل حرکت مولکولی ناشی از تغییرات انرژی رخ می دهد. این دما بسیار تحت تأثیر ساختار مولکول ها است. علاوه بر این، به فرکانس تغییر شکل حلقوی، اثر ترکیبات ترکیبی مانند نرم کننده ها، پرکننده ها و غیره و سرعت تغییر دما نیز بستگی دارد.
شکل 01: چگالی بر روی دما
طبق مشاهدات تجربی، مشخص شد که در یک پلیمر متقارن، دمای انتقال شیشه ای نیمی از دمای ذوب آن است، در حالی که در یک پلیمر نامتقارن، دمای انتقال شیشه ای 2/3 مقدار ذوب آن (بر حسب درجه) است. کلوین).با این حال، این روابط جهانی نیستند و در بسیاری از پلیمرها انحراف دارند. انتقال شیشه ای برای تعیین محدوده کاری پلیمر، ارزیابی انعطاف پذیری و ماهیت پاسخ به تنش مکانیکی مهم است.
دمای ذوب چیست؟
ذوب یکی دیگر از پارامترهای مهم انتقال حرارتی در پلیمرها است. معمولاً دمای ذوب دمایی است که در آن یک انتقال فاز رخ می دهد. برای مثال، جامد به مایع یا مایع به بخار.
شکل 02: ذوب
با این حال، تا آنجا که به پلیمرها مربوط می شود، دمای ذوب دمایی است که در آن انتقال از فاز کریستالی یا نیمه بلوری به فاز آمورف جامد صورت می گیرد.ذوب یک واکنش گرماگیر مرتبه اول است. با توجه به اینکه آنتالپی ذوب 100 درصد همان پلیمر مشخص است، می توان از آنتالپی ذوب پلیمر برای محاسبه درجه بلورینگی استفاده کرد. دانستن دمای ذوب نیز بسیار مهم است زیرا ایده ای در مورد محدوده کاری یک پلیمر می دهد.
تفاوت بین دمای انتقال شیشه و دمای ذوب چیست؟
دمای انتقال شیشه در مقابل دمای ذوب |
|
| دمای انتقال شیشه ای دمایی است که در آن حالت چسبناک یا لاستیکی یک پلیمر آمورف یا نیمه کریستالی به حالت شکننده و شیشه ای تغییر می کند. | دمای انتقال شیشه ای دمایی است که در آن حالت چسبناک یا لاستیکی یک پلیمر آمورف یا نیمه کریستالی به حالت شکننده و شیشه ای تغییر می کند. |
| ترتیب واکنش | |
| انتقال شیشه ای یک واکنش مرتبه دوم است. | ذوب یک واکنش مرتبه اول است. |
| بیش از Tg یا Tm | |
| مناطق آمورف لاستیکی، کمتر سفت و شکننده می شوند | مناطق کریستالی به مناطق آمورف جامد تبدیل می شوند. |
| زیر Tg یا Tm | |
| مناطق آمورف شیشه ای، سفت و شکننده می شوند. | مناطق بلورین پایدار |
| رابطه (طبق مشاهدات تجربی) | |
| Tg=1/2 Tm (برای پلیمرهای متقارن) | Tg=2/3 Tm (برای پلیمرهای نامتقارن) |
خلاصه - دمای انتقال شیشه در مقابل دمای ذوب
هم دمای انتقال شیشه ای و هم دمای ذوب از خواص انتقال حرارتی بسیار مهم پلیمرها هستند. بالاتر از دمای انتقال شیشه ای، پلیمرها خاصیت لاستیکی دارند، در حالی که در زیر این دما، خاصیت شیشه ای دارند. انتقال شیشه ای در پلیمرهای آمورف رخ می دهد. ذوب تغییر فاز از کریستالی به آمورف جامد است. دمای ذوب برای محاسبه درجه بلورینگی مهم است. هر دو مقدار دما برای تعیین کیفیت و محدوده کاری پلیمرها بسیار مفید هستند.
دانلود نسخه PDF از Glass Transition Temperature vs Melting Temperature
می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفاً نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین دمای انتقال شیشه و دمای ذوب
