Definícia teploty skleného prechodu
Teplota skleného prechodu (Tg) je teplota, pri ktorej polymér prechádza z elastického stavu do sklovitého stavu. Vzťahuje sa na teplotu prechodu amorfného polyméru (vrátane nekryštalickej časti v kryštalickom polyméri) zo sklovitého stavu do vysoko elastického stavu alebo z druhého do prvého. Je to najnižšia teplota, pri ktorej sa makromolekulárne segmenty amorfných polymérov môžu voľne pohybovať. Zvyčajne sa označuje ako Tg. Líši sa v závislosti od metódy merania a podmienok.
Toto je dôležitý ukazovateľ výkonnosti polymérov. Nad touto teplotou polymér vykazuje elasticitu; pod touto teplotou polymér vykazuje krehkosť. Toto je potrebné zohľadniť pri použití ako plasty, guma, syntetické vlákna atď. Napríklad teplota skleného prechodu polyvinylchloridu je 80 °C. Nie je to však horná hranica pracovnej teploty produktu. Napríklad pracovná teplota gumy musí byť nad teplotou skleného prechodu, inak stratí svoju vysokú elasticitu.
Pretože typ polyméru si stále zachováva svoju povahu, emulzia má tiež teplotu skleného prechodu, ktorá je indikátorom tvrdosti povlakového filmu vytvoreného polymérnou emulziou. Emulzia s vysokou teplotou skleného prechodu má povlak s vysokou tvrdosťou, vysokým leskom, dobrou odolnosťou voči škvrnám a nie je ľahko znečistená a jej ďalšie mechanické vlastnosti sú zodpovedajúcim spôsobom lepšie. Avšak teplota skleného prechodu a jej minimálna teplota tvorby filmu sú tiež vysoké, čo prináša určité problémy s použitím pri nízkych teplotách. Toto je protirečenie a keď polymérna emulzia dosiahne určitú teplotu skleného prechodu, mnohé z jej vlastností sa výrazne zmenia, takže je potrebné kontrolovať vhodnú teplotu skleného prechodu. Pokiaľ ide o maltu modifikovanú polymérom, čím vyššia je teplota skleného prechodu, tým vyššia je pevnosť v tlaku modifikovanej malty. Čím nižšia je teplota skleného prechodu, tým lepšie sú vlastnosti modifikovanej malty pri nízkych teplotách.
Definícia minimálnej teploty tvorby filmu
Minimálna teplota tvorby filmu je dôležitáindikátor suchej zmesi malty
MFFT označuje minimálnu teplotu, pri ktorej majú polymérne častice v emulzii dostatočnú pohyblivosť na to, aby sa navzájom zhlukovali a vytvorili súvislý film. V procese tvorby súvislého povlakového filmu polymérnou emulziou musia polymérne častice tvoriť husto usporiadané usporiadanie. Preto okrem dobrej disperzie emulzie zahŕňajú podmienky pre vytvorenie súvislého filmu aj deformáciu polymérnych častíc. To znamená, že keď kapilárny tlak vody vytvára značný tlak medzi sférickými časticami, čím bližšie sú sférické častice usporiadané, tým väčší je nárast tlaku.
Keď sa častice dostanú do vzájomného kontaktu, tlak vytvorený odparovaním vody núti častice stlačiť sa a deformovať, aby sa spojili a vytvorili povlakový film. Je zrejmé, že v prípade emulzií s relatívne tvrdými činidlami sú väčšina polymérnych častíc termoplastické živice, čím nižšia je teplota, tým väčšia je tvrdosť a tým ťažšie sa deformujú, takže existuje problém s minimálnou teplotou tvorby filmu. To znamená, že pod určitou teplotou, po odparení vody z emulzie, sú polymérne častice stále v diskrétnom stave a nemôžu sa integrovať. Preto emulzia nemôže vytvoriť súvislý rovnomerný povlak v dôsledku odparovania vody. Nad touto špecifickou teplotou, keď sa voda odparuje, molekuly v každej polymérnej častici prenikajú, difundujú, deformujú sa a agregujú, čím vytvárajú súvislý priehľadný film. Táto dolná hranica teploty, pri ktorej sa môže film vytvoriť, sa nazýva minimálna teplota tvorby filmu.
MFFT je dôležitým ukazovateľompolymérna emulzia, a je obzvlášť dôležité používať emulziu počas sezón s nízkymi teplotami. Prijatím vhodných opatrení sa môže dosiahnuť minimálna teplota tvorby filmu v polymérnej emulzii, ktorá spĺňa požiadavky na použitie. Napríklad pridanie zmäkčovadla do emulzie môže zmäkčiť polymér a výrazne znížiť minimálnu teplotu tvorby filmu v emulzii alebo upraviť minimálnu teplotu tvorby filmu. Vyššie polymérne emulzie používajú prísady atď.
MFFT z LongouVAE redispergovateľný latexový prášokje zvyčajne medzi 0 °C a 10 °C, bežnejšia je 5 °C. Pri tejto teplote jepolymérny prášokpredstavuje súvislý film. Naopak, pod touto teplotou už film redispergovateľného polymérneho prášku nie je súvislý a pretrhne sa. Preto je minimálna teplota tvorby filmu indikátorom, ktorý predstavuje stavebnú teplotu projektu. Vo všeobecnosti platí, že čím nižšia je minimálna teplota tvorby filmu, tým lepšia je spracovateľnosť.
Rozdiely medzi Tg a MFFT
1. Teplota skleného prechodu, teplota, pri ktorej látka mäkne. Vzťahuje sa najmä na teplotu, pri ktorej amorfné polyméry začínajú mäknúť. Nesúvisí to len so štruktúrou polyméru, ale aj s jeho molekulovou hmotnosťou.
2. Bod mäknutia
Podľa rôznych pohybových síl polymérov sa väčšina polymérnych materiálov zvyčajne nachádza v nasledujúcich štyroch fyzikálnych stavoch (alebo mechanických stavoch): sklovitý stav, viskoelastický stav, vysoko elastický stav (stav gumy) a stav viskózneho toku. Sklenený prechod je prechod medzi vysoko elastickým stavom a sklovitým stavom. Z hľadiska molekulárnej štruktúry je teplota skleného prechodu relaxačným javom amorfnej časti polyméru zo zmrazeného do rozmrazeného stavu, na rozdiel od fázy. Počas transformácie dochádza k fázovej zmene tepla, takže ide o sekundárnu fázovú transformáciu (v dynamickej mechanike polymérov sa nazýva primárna transformácia). Pod teplotou skleného prechodu je polymér v sklenom stave a molekulárne reťazce a segmenty sa nemôžu pohybovať. Iba atómy (alebo skupiny) tvoriace molekuly vibrujú vo svojich rovnovážnych polohách; pri teplote skleného prechodu sa síce molekulárne reťazce nemôžu pohybovať, ale segmenty reťazca sa začnú pohybovať a vykazujú vysoké elastické vlastnosti. Ak sa teplota opäť zvýši, celý molekulárny reťazec sa bude pohybovať a prejavovať viskózne vlastnosti toku. Teplota skleného prechodu (Tg) je dôležitá fyzikálna vlastnosť amorfných polymérov.
Teplota skleného prechodu je jednou z charakteristických teplôt polymérov. Ak vezmeme teplotu skleného prechodu ako hranicu, polyméry vykazujú rôzne fyzikálne vlastnosti: pod teplotou skleného prechodu je polymérny materiál plast; nad teplotou skleného prechodu je polymérny materiál guma. Z hľadiska technických aplikácií je horná hranica teploty skleného prechodu technických plastov dolnou hranicou použitia gumy alebo elastomérov.
Čas uverejnenia: 4. januára 2024