Definice teploty skelného přechodu
Teplota skelného přechodu (Tg) je teplota, při které polymer přechází z elastického stavu do skelného stavu. Vztahuje se k teplotě přechodu amorfního polymeru (včetně nekrystalické části v krystalickém polymeru) ze skelného stavu do vysoce elastického stavu nebo z druhého do prvního. Je to nejnižší teplota, při které se makromolekulární segmenty amorfních polymerů mohou volně pohybovat. Obvykle se udává jako Tg. Liší se v závislosti na metodě měření a podmínkách.
Toto je důležitý ukazatel výkonnosti polymerů. Nad touto teplotou vykazuje polymer elasticitu; pod touto teplotou vykazuje polymer křehkost. To je třeba vzít v úvahu při použití jako plasty, pryž, syntetická vlákna atd. Například teplota skelného přechodu polyvinylchloridu je 80 °C. Není to však horní hranice pracovní teploty produktu. Například pracovní teplota pryže musí být nad teplotou skelného přechodu, jinak ztratí svou vysokou elasticitu.
Protože si typ polymeru stále zachovává svou povahu, má emulze také teplotu skelného přechodu, která je indikátorem tvrdosti povlakového filmu vytvořeného polymerní emulzí. Emulze s vysokou teplotou skelného přechodu má povlak s vysokou tvrdostí, vysokým leskem, dobrou odolností proti skvrnám a není snadno znečištěná, a její další mechanické vlastnosti jsou odpovídajícím způsobem lepší. Teplota skelného přechodu a minimální teplota tvorby filmu jsou však také vysoké, což s sebou nese určité problémy s použitím při nízkých teplotách. To je rozpor a když polymerní emulze dosáhne určité teploty skelného přechodu, mnoho jejích vlastností se významně změní, proto je nutné kontrolovat vhodnou teplotu skelného přechodu. U polymerem modifikovaných malt platí, že čím vyšší je teplota skelného přechodu, tím vyšší je pevnost v tlaku modifikované malty. Čím nižší je teplota skelného přechodu, tím lepší jsou nízkoteplotní vlastnosti modifikované malty.
Definice minimální teploty tvorby filmu
Minimální teplota tvorby filmu je důležitáindikátor suché směsi malty
MFFT označuje minimální teplotu, při které mají polymerní částice v emulzi dostatečnou pohyblivost k tomu, aby se vzájemně aglomerovaly a vytvořily souvislý film. V procesu tvorby souvislého povlakového filmu polymerní emulzí musí polymerní částice tvořit hustě uspořádané uspořádání. Proto kromě dobré disperze emulze zahrnují podmínky pro vytvoření souvislého filmu také deformaci polymerních částic. To znamená, že když kapilární tlak vody vytváří značný tlak mezi kulovitými částicemi, čím blíže jsou kulovitými částicemi uspořádány, tím větší je nárůst tlaku.
Když se částice dostanou do vzájemného kontaktu, tlak generovaný odpařováním vody nutí částice ke stlačení a deformaci, aby se spojily a vytvořily potahový film. Je zřejmé, že u emulzí s relativně tvrdými činidly je většina polymerních částic termoplastických pryskyřic, čím nižší je teplota, tím větší je tvrdost a tím hůře se deformují, takže existuje problém s minimální teplotou pro tvorbu filmu. To znamená, že pod určitou teplotou, po odpaření vody z emulze, jsou polymerní částice stále v diskrétním stavu a nemohou být integrovány. Emulze proto nemůže v důsledku odpařování vody vytvořit souvislý rovnoměrný povlak. Nad touto specifickou teplotou, když se voda odpařuje, molekuly v každé polymerní částici pronikají, difundují, deformují se a agregují a vytvářejí souvislý průhledný film. Tato spodní hranice teploty, při které se může film vytvořit, se nazývá minimální teplota pro tvorbu filmu.
MFFT je důležitým ukazatelempolymerní emulze, a je obzvláště důležité používat emulzi během sezón s nízkými teplotami. Přijetím vhodných opatření lze dosáhnout minimální teploty tvorby filmu u polymerní emulze, která splňuje požadavky na použití. Například přidání změkčovadla do emulze může změkčit polymer a výrazně snížit minimální teplotu tvorby filmu v emulzi nebo upravit minimální teplotu tvorby filmu. Vyšší polymerní emulze používají přísady atd.
MFFT z LongouRedispergovatelný latexový prášek VAEje obvykle mezi 0 °C a 10 °C, běžnější je 5 °C. Při této teplotě jepolymerní prášekvytváří souvislý film. Naopak, pod touto teplotou film redispergovatelného polymerního prášku již není souvislý a přetrhává se. Minimální teplota tvorby filmu je proto ukazatelem, který představuje stavební teplotu projektu. Obecně platí, že čím nižší je minimální teplota tvorby filmu, tím lepší je zpracovatelnost.
Rozdíly mezi Tg a MFFT
1. Teplota skelného přechodu, teplota, při které látka měkne. Vztahuje se hlavně na teplotu, při které začínají měknout amorfní polymery. Nesouvisí to pouze se strukturou polymeru, ale také s jeho molekulovou hmotností.
2. Bod měknutí
V závislosti na různých pohybových silách polymerů se většina polymerních materiálů obvykle nachází v následujících čtyřech fyzikálních stavech (nebo mechanických stavech): skelný stav, viskoelastický stav, vysoce elastický stav (stav gumy) a stav viskózního toku. Skelný přechod je přechod mezi vysoce elastickým stavem a skelným stavem. Z hlediska molekulární struktury je teplota skelného přechodu relaxačním jevem amorfní části polymeru ze zmrazeného do rozmrazeného stavu, na rozdíl od fáze. Během transformace dochází k fázové změně tepla, takže se jedná o sekundární fázovou transformaci (v dynamické mechanice polymerů se nazývá primární transformace). Pod teplotou skelného přechodu je polymer ve skelném stavu a molekulární řetězce a segmenty se nemohou pohybovat. Pouze atomy (nebo skupiny) tvořící molekuly vibrují ve svých rovnovážných polohách; při teplotě skelného přechodu se sice molekulární řetězce nemohou pohybovat, ale segmenty řetězce se začnou pohybovat a vykazují vysoké elastické vlastnosti. Pokud se teplota opět zvýší, celý molekulární řetězec se bude pohybovat a vykazuje viskózní vlastnosti toku. Teplota skelného přechodu (Tg) je důležitou fyzikální vlastností amorfních polymerů.
Teplota skelného přechodu je jednou z charakteristických teplot polymerů. Pokud vezmeme teplotu skelného přechodu jako hranici, vykazují polymery různé fyzikální vlastnosti: pod teplotou skelného přechodu je polymerní materiál plast; nad teplotou skelného přechodu je polymerní materiál kaučuk. Z hlediska technických aplikací je horní hranicí teploty skelného přechodu technických plastů dolní hranicí použití kaučuku nebo elastomerů.
Čas zveřejnění: 4. ledna 2024