Разлика между температурата на прехода на стъклото и температурата на топене

Основна разлика - Температура на преход на стъкло спрямо температура на топене
 

Изследването на топлинните свойства на еластомерите е от съществено значение за определяне на окончателното им приложение и параметрите на производствения процес. Топлинните свойства на еластомерите могат да бъдат изследвани, като се използват различни параметри на изпитване, като температури на прехода, полезен температурен диапазон, топлинен капацитет, топлопроводимост, температурна зависимост на механичните свойства и коефициент на линейно топлинно разширение. Има два типа температурни параметри, които попадат под температурите на прехода, а именно температурата на преход в стъкло (T_г) и температура на топене (T_m). В полимерната промишленост тези температури се използват за идентифициране на материали и техните качествени параметри. Температурата на прехода на полимерите може да бъде оценена много точно с помощта на модерни инструменти като динамичен механичен анализатор (DMA) и диференциален сканиращ калориметър (DSC). При температура на стъкло, обратима промяна във фазата от вискозна към стъклена или обратно възниква в аморфните участъци на полимера поради промяна на температурата, докато при температура на топене кристалните или полукристални области на полимера се променят в твърда аморфна фаза. Това е ключовата разлика между температурата на стъкления преход и температурата на топене.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е температура на стъкло
3. Какво е температура на топене
4. Сравнение рамо до рамо - Температура на преход на стъкло спрямо температура на топене в таблична форма
5. Резюме

Какво е температура на стъкло?

Температурата на стъкления преход е температурата, при която вискозно или гумено състояние на аморфен или полукристален полимер се променя до крехко, стъклено състояние. Това е обратим преход. Под температурите на стъклопреход полимерите са твърди и твърди като стъклото. Над температурата на стъкления преход полимерите показват вискозни или гумени свойства с по-малка твърдост. Стъкленият преход е реакция от втори ред, тъй като има промяна в производните. Промените в полимера над и отдолу настъпват поради молекулярното движение, дължащо се на промените в енергията. Тази температура е силно повлияна от структурата на молекулите. Освен това, това зависи и от честотата на цикличната деформация, ефекта от съставящите се съставки като пластификатори, пълнители и т.н., и скоростта на промяна на температурата.

Фигура 01: Плътност на температурата

Според експериментални наблюдения е установено, че в симетричен полимер температурата на стъкловия преход е половината от температурата му на топене, докато в несиметричен полимер температурата на преход в стъкло е 2/3 от стойността му на топене (в градуси от Келвин). Тези отношения обаче не са универсални и имат отклонения в много полимери. Стъкленият преход е важен за определяне на работния обхват на полимера, като се оценява гъвкавостта и естеството на реакцията на механично напрежение.

Какво е температура на топене?

Топенето е друг важен параметър на термичните преходи в полимерите. Обикновено температурата на топене е температурата, при която настъпва фазов преход; например, твърдо до течно или течно до пари.

Фигура 02: Топене

Що се отнася до полимерите, температурата на топене е температура, при която се осъществява преход от кристална или полукристална фаза към твърда аморфна фаза. Топенето е ендотермична реакция от първи ред. Енталпията на топене на полимера може да се използва за изчисляване на степента на кристалност, като се има предвид, че енталпията на топене на 100% от същия полимер е известна. Познаването на температурата на топене също е много важно, тъй като дава представа за работния обхват на полимера.

Каква е разликата между температурата на прехода на стъклото и температурата на топене?

Температура на преход на стъкло спрямо температура на топене
Температурата на преход в стъклото е температурата, при която вискозно или гумено състояние на аморфен или полукристален полимер се променя в крехко, стъклено състояние.	Температурата на преход в стъклото е температурата, при която вискозно или гумено състояние на аморфен или полукристален полимер се променя в крехко, стъклено състояние.
Ред за реакция
Стъкленият преход е реакция от втори ред.	Топенето е реакция от първи ред.
Над Тг или Тm
Аморфните области стават гумени, по-малко твърди и не чупливи	Кристалните области се трансформират в твърди аморфни области.
Под Тг или Тm
Аморфните райони стават стъклени, твърди и чупливи.	Стабилни кристални участъци
Връзка (според експериментални наблюдения)
Tg = 1/2 Tm (за симетрични полимери)	Tg = 2/3 Tm (за несиметрични полимери)

Обобщение - Температура на преход на стъкло спрямо температура на топене

Както температурата на стъкло, така и температурата на топене са много важни свойства на термичния преход на полимерите. Над температурата на стъкления преход полимерите имат гумени свойства, докато под тази температура имат свойствата на стъклото. Стъкленият преход се извършва в аморфни полимери. Топенето е промяна на фазата от кристална към твърда аморфна. Температурата на топене е важна за изчисляване на степента на кристалност. И двете стойности на температурата са изключително полезни за определяне на качеството и работния обхват на полимерите.

Изтеглете PDF версия на Температурата на преход на стъкло спрямо температурата на топене

Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели, съгласно цитираната бележка. Моля, изтеглете PDF версия тук Разлика между температурата на преход на стъклото и температурата на топене

справка:

1. Адамс, Робърт Д. и др. Структурни лепилни фуги в инженерството. Чапман и Хол, 1997г.
2. Gowariker, V. R., Viswanathan, N. V., & Sreedhar, J. Polymer science. New Age International, 1986.
3. Росато, Доналд В. и Марлен Г. Росато. Кратка енциклопедия на пластмасите. Springer Science & Business Media, 2000 г..

С любезност на изображенията:

1. „Плътност на температурата“ от Booyabazooka от английската Уикипедия (CC BY-SA 3.0) през Commons Wikimedia
2. „Черен и сив лед“ (CC0) чрез PEXELS