Peamine erinevus - klaasi ülemineku temperatuur vs sulamistemperatuur
 

Elastomeeride termiliste omaduste uurimine on oluline, et otsustada nende lõpliku kasutamise ja tootmisprotsessi parameetrite üle. Elastomeeride termilisi omadusi saab uurida erinevate katseparameetrite abil, näiteks üleminekutemperatuurid, kasulik temperatuurivahemik, soojusmaht, soojusjuhtivus, mehaaniliste omaduste sõltuvus temperatuurist ja lineaarse soojuspaisumise koefitsient. Temperatuuri parameetreid, mis satuvad üleminekutemperatuuri alla, on kahte tüüpi, nimelt klaasistumistemperatuur (Tg) ja sulamistemperatuur (Tm). Polümeeritööstuses kasutatakse neid temperatuure materjalide ja nende kvaliteediparameetrite tuvastamiseks. Polümeeride üleminekutemperatuuri saab väga täpselt hinnata täiustatud instrumentide, näiteks dünaamilise mehaanilise analüsaatori (DMA) ja diferentsiaalse skaneeriva kalorimeetri (DSC) abil. Klaasistumistemperatuuril toimub polümeeri amorfsetes piirkondades temperatuurimuutuse tõttu pöörduv faasi muutus viskoosseks klaasjaks või vastupidi, samas kui sulamistemperatuuril muutuvad polümeeri kristalsed või poolkristallilised piirkonnad tahke amorfne faas. See on peamine erinevus klaasistumistemperatuuri ja sulamistemperatuuri vahel.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on klaasistumistemperatuur
3. Mis on sulamistemperatuur
4. Kõrvuti võrdlus - klaasi ülemineku temperatuur vs sulamistemperatuur tabelina
5. Kokkuvõte

Mis on klaasistumistemperatuur?

Klaasistumistemperatuur on temperatuur, mille juures amorfse või poolkristalse polümeeri viskoosne või kummine olek muutub hapraks, klaasjaks. See on pöörduv üleminek. Klaasistumistemperatuurist madalamal on polümeerid kõvad ja jäigad nagu klaas. Klaasistumistemperatuurist kõrgemal on polümeeridel viskoossed või kummist omadused, millel on väiksem jäikus. Klaasisiire on teise järgu reaktsioon, kuna tuletised muutuvad. Polümeeri muutused ülal ja all toimuvad tänu muutustele molekulide liikumisel. Seda temperatuuri mõjutab suuresti molekulide struktuur. Lisaks sõltub see ka tsüklilise deformatsiooni sagedusest, koostisosade nagu plastifikaatorite, täiteainete jms segamise mõjust ja temperatuuri muutumise kiirusest.

Eksperimentaalsete vaatluste kohaselt leiti, et sümmeetrilises polümeeris on klaasistumistemperatuur pool selle sulamistemperatuurist, samas kui mittesümmeetrilises polümeeris on klaasistumistemperatuur 2/3 selle sulamisväärtusest (Kelvini kraadides). Need seosed ei ole siiski universaalsed ja neil on paljudes polümeerides kõrvalekaldeid. Klaasistumine on oluline polümeeri töövahemiku määramiseks, hinnates mehaanilisele stressile reageerimise paindlikkust ja olemust.

Mis on sulamistemperatuur?

Sulamine on veel üks oluline polümeeride termiliste üleminekute parameeter. Tavaliselt on sulamistemperatuur temperatuur, milles toimub faasisiire; näiteks tahke kuni vedel või vedel aur.

Mis puutub polümeeridesse, siis sulamistemperatuur on temperatuur, mille juures toimub üleminek kristalsest või poolkristallilisest faasist tahkele amorfsele faasile. Sulamine on esimese astme endotermiline reaktsioon. Kristallilisuse astme arvutamiseks võib kasutada polümeeri sulamise entalpiat, arvestades, et on teada sama polümeeri 100% sulamis entalpia. Sulamistemperatuuri tundmine on samuti väga oluline, kuna see annab aimu polümeeri töövahemikust.

Mis vahe on klaaside ülemineku temperatuuril ja sulamistemperatuuril?

Klaasi ülemineku temperatuur vs sulamistemperatuur
Klaasistumistemperatuur on temperatuur, mille korral amorfse või poolkristalse polümeeri viskoosne või kummine olek muutub hapraks, klaasjaks.Klaasistumistemperatuur on temperatuur, mille korral amorfse või poolkristalse polümeeri viskoosne või kummine olek muutub hapraks, klaasjaks.
Reaktsiooni järjekord
Klaasistumine on teise järgu reaktsioon.Sulamine on esimese astme reaktsioon.
Tg või Tm kohal
Amorfsed piirkonnad muutuvad kummiseks, vähem jäigaks ja mitte rabedaksKristallilised piirkonnad muutuvad tahketeks amorfseteks piirkondadeks.
Tg või Tm allpool
Amorfsed piirkonnad muutuvad klaasjaks, jäigaks ja rabedaks.Stabiilne kristalne piirkond
Seos (vastavalt eksperimentaalsetele vaatlustele)
Tg = 1/2 Tm (sümmeetriliste polümeeride puhul)Tg = 2/3 Tm (ebasümmeetriliste polümeeride puhul)

Kokkuvõte - klaasi ülemineku temperatuur vs sulamistemperatuur

Nii klaasistumistemperatuur kui sulamistemperatuur on polümeeride väga olulised soojusülekande omadused. Klaasistumistemperatuurist kõrgemal on polümeeridel kummilised omadused, samal ajal kui temperatuuril alla selle on klaaside omadused. Klaasistumine toimub amorfsetes polümeerides. Sulamine on faasi muutus kristallilisest tahkeks amorfseks. Kristallilisuse astme arvutamisel on oluline sulamistemperatuur. Mõlemad temperatuuri väärtused on polümeeride kvaliteedi ja töövahemiku määramiseks äärmiselt kasulikud.

Laadige alla klaasi ülemineku temperatuur vs sulamistemperatuur PDF-versioon

Selle artikli PDF-versiooni saate alla laadida ja seda võrguühenduseta otstarbel kasutada tsitaatide märkuse kohaselt. Laadige alla PDF-versioon siit. Klaasi siirdetemperatuuri ja sulamistemperatuuri erinevus

Viide:

1. Adams, Robert D. jt. Ehituse liimühendused. Chapman & Hall, 1997.
2. Gowariker, V. R., Viswanathan, N. V., & Sreedhar, J. Polümeeriteadus. New Age International, 1986.
3. Rosato, Donald V. ja Marlene G. Rosato. Plasti lühike entsüklopeedia. Springer Science & Business Media, 2000.

Pilt viisakalt:

1. Booyabazooka “Temperatuuri tihedus” Inglise Vikipeedia (CC BY-SA 3.0) Commonsi Wikimedia kaudu
2. “Must ja hall jää” (CC0) PEXELSi kaudu