Klaasisiirdetemperatuuri määratlus
Klaasisiirdetemperatuur (Tg) on temperatuur, mille juures polümeer muutub elastsest olekust klaasjasse olekusse. See viitab amorfse polümeeri (sealhulgas kristallilise polümeeri mittekristalse osa) üleminekutemperatuurile klaasjast olekust väga elastsesse olekusse või viimasest esimesse. See on madalaim temperatuur, mille juures amorfsete polümeeride makromolekulaarsed segmendid saavad vabalt liikuda. Tavaliselt tähistatakse seda Tg-ga. See erineb sõltuvalt mõõtmismeetodist ja -tingimustest.
See on polümeeride oluline toimivusnäitaja. Sellest temperatuurist kõrgemal on polümeer elastne, sellest temperatuurist madalamal aga rabe. Seda tuleb arvestada plastide, kummi, sünteetiliste kiudude jms kasutamisel. Näiteks polüvinüülkloriidi klaasistumistemperatuur on 80 °C. See ei ole aga toote töötemperatuuri ülempiir. Näiteks kummi töötemperatuur peab olema klaasistumistemperatuurist kõrgem, vastasel juhul kaotab see oma kõrge elastsuse.
Kuna polümeeri tüüp säilitab oma olemuse, on emulsioonil ka klaasistumistemperatuur, mis näitab polümeeremulsiooni moodustatud kattekihi kõvadust. Kõrge klaasistumistemperatuuriga emulsioonil on kõrge kõvadus, kõrge läige, hea plekikindlus, see ei reostu kergesti ning selle muud mehaanilised omadused on vastavalt paremad. Kuid klaasistumistemperatuur ja minimaalne kile moodustumise temperatuur on samuti kõrged, mis tekitab madalatel temperatuuridel kasutamisel teatud probleeme. See on vastuoluline ja kui polümeeremulsioon saavutab teatud klaasistumistemperatuuri, muutuvad paljud selle omadused oluliselt, seega tuleb sobivat klaasistumistemperatuuri kontrollida. Polümeermodifitseeritud mördi puhul, mida kõrgem on klaasistumistemperatuur, seda suurem on modifitseeritud mördi survetugevus. Mida madalam on klaasistumistemperatuur, seda parem on modifitseeritud mördi madalatemperatuurne toimivus.
Minimaalse kile moodustamise temperatuuri määratlus
Minimaalne kile moodustamise temperatuur on olulinekuiva segatud mördi indikaator
MFFT viitab minimaalsele temperatuurile, mille juures emulsioonis olevad polümeeriosakesed on piisavalt liikuvad, et üksteisega aglomeeruda ja moodustada pidev kile. Polümeeremulsiooni pideva kattekile moodustamise protsessis peavad polümeeriosakesed moodustama tihedalt pakitud paigutuse. Seega lisaks emulsiooni heale dispersioonile hõlmavad pideva kile moodustumise tingimused ka polümeeriosakeste deformatsiooni. See tähendab, et kui vee kapillaarrõhk tekitab sfääriliste osakeste vahel märkimisväärse rõhu, siis mida lähemal sfäärilised osakesed on paigutatud, seda suurem on rõhu tõus.
Kui osakesed puutuvad kokku, sunnib vee lendumisest tekkiv rõhk osakesi kokku pigistama ja deformeeruma, et need omavahel siduksid ja moodustaksid kattekihi. Ilmselgelt on suhteliselt kõvade ainetega emulsioonide puhul enamik polümeerosakesi termoplastsed vaigud – mida madalam on temperatuur, seda suurem on kõvadus ja seda raskem on deformeeruda, mistõttu on minimaalse kile moodustumise temperatuuri probleem. See tähendab, et alla teatud temperatuuri, pärast emulsioonis oleva vee aurustumist, on polümeerosakesed endiselt diskreetses olekus ja neid ei saa integreerida. Seetõttu ei saa emulsioon vee aurustumise tõttu moodustada pidevat ühtlast katet; ja üle selle temperatuuri, kui vesi aurustub, tungivad iga polümeerosakese molekulid läbi, difundeeruvad, deformeeruvad ja agregeeruvad, moodustades pideva läbipaistva kile. Seda temperatuuri alumist piiri, mille juures kile saab moodustada, nimetatakse minimaalseks kile moodustumise temperatuuriks.
MFFT on oluline näitajapolümeeremulsioon, ja emulsiooni kasutamine on eriti oluline madala temperatuuriga aastaaegadel. Sobivate meetmete võtmisega saab polümeeremulsiooni minimaalse kile moodustumise temperatuuri saavutada, mis vastab kasutusnõuetele. Näiteks plastifikaatori lisamine emulsioonile võib polümeeri pehmendada ja emulsiooni minimaalset kile moodustumise temperatuuri oluliselt vähendada või minimaalset kile moodustumise temperatuuri reguleerida. Kõrgema temperatuuriga polümeeremulsioonides kasutatakse lisaaineid jne.
Longou MFFTVAE redispergeeruv latekspulberon üldiselt 0 °C ja 10 °C vahel, tavalisem on 5 °C. Sellel temperatuuril onpolümeerpulberkujutab endast pidevat kile. Vastupidi, sellest temperatuurist madalamal ei ole redispergeeruva polümeeripulbri kile enam pidev ja puruneb. Seega on minimaalne kile moodustumise temperatuur indikaator, mis esindab projekti ehitustemperatuuri. Üldiselt, mida madalam on minimaalne kile moodustumise temperatuur, seda parem on töödeldavus.
Tg ja MFFT erinevused
1. Klaasisiirdetemperatuur, temperatuur, mille juures aine pehmeneb. Peamiselt viitab see temperatuurile, mille juures amorfsed polümeerid hakkavad pehmenema. See ei ole seotud ainult polümeeri struktuuriga, vaid ka selle molekulmassiga.
2. Pehmenemistemperatuur
Polümeeride erinevate liikumisjõudude tõttu võivad enamik polümeermaterjale olla tavaliselt järgmistes neljas füüsikalises olekus (või mehaanilises olekus): klaasjas olek, viskoelastne olek, väga elastne olek (kummi olek) ja viskoosne voolavusolek. Klaasisiire on üleminek väga elastse oleku ja klaasja oleku vahel. Molekulaarstruktuuri seisukohast on klaasistumistemperatuur polümeeri amorfse osa relaksatsiooninähtus külmunud olekust sulanud olekusse, erinevalt faasist. Muundumise ajal tekib faasimuutussoojus, seega on tegemist sekundaarse faasimuundumisega (polümeeri dünaamilises mehaanikas nimetatakse seda primaarseks muundumiseks). Klaasisiirdetemperatuurist madalamal on polümeer klaasjas olekus ja molekulaarsed ahelad ja segmendid ei saa liikuda. Ainult molekule moodustavad aatomid (või rühmad) vibreerivad oma tasakaaluasendites; klaasistumistemperatuuril ei saa molekulaarsed ahelad küll liikuda, kuid ahela segmendid hakkavad liikuma, näidates üles kõrgeid elastseid omadusi. Kui temperatuur uuesti tõuseb, liigub kogu molekulaarne ahel ja näitab viskoosseid voolavusomadusi. Klaasisiirdetemperatuur (Tg) on amorfsete polümeeride oluline füüsikaline omadus.
Klaasisiirdetemperatuur on üks polümeeride iseloomulikest temperatuuridest. Klaasisiirdetemperatuuri piirina võttes on polümeeridel erinevad füüsikalised omadused: alla klaasistumistemperatuuri on polümeermaterjal plast; üle klaasistumistemperatuuri on polümeermaterjal kumm. Insenerirakenduste seisukohast on klaasistumistemperatuuriga tehniliste plastide kasutustemperatuuri ülemine piir kummi või elastomeeride kasutustemperatuuri alumine piir.
Postituse aeg: 04.01.2024