İçindekiler
Erime ve kristalleşme
Bir katının agrega halinin katıdan sıvıya değişmesi erime olarak bilinir. Bu süreçte
Bu birinci dereceden faz geçişinin tersine çevrilmesine, eriyiğin amorf-sıvı halinden kristal haline geçişine kristalleşme denir. Kinetik olarak kontrol edilen bir süreçtir ve öncelikle çekirdeklenmeye bağlıdır. İşte bu yüzden kristalleşme sıcaklığı her zaman termodinamik olarak kontrol edilen erime sıcaklığının altındadır.
Cam geçişi
Öte yandan, polimerler gibi kristal olmayan malzemeler bir camsı geçiş sergiler. Bu alanda, tamamen veya kısmen amorf polimerler yüksek viskoziteli veya kauçuksu, esnek durumdan camsı veya sert-elastik, kırılgan duruma geçerler.
Cam geçişini karakterize etmek için cam geçiş sıcaklığı Tg ‘deki değişimin yarısının belirtildiği bir değerdir. özgül ısı kapasitesi ulaşılır. Cam geçiş sıcaklığı veya yumuşama sıcaklığı olarak da bilinir.
Termal cam geçişi, kristalleşemeyen bir eriyik aşırı soğutulduğunda gözlemlenir. Bu durum, ana zincir segmentlerinin yeniden düzenlenmesi, yan zincir rotasyonları ve uç grup rotasyonları gibi sözde işbirlikçi moleküler hareketleri “dondurur”. Bu durum mekanik ve termodinamik özelliklerde ani değişikliklere neden olur, örneğin esneklik modülüözgül ısı kapasitesi ve termal genleşme katsayısı.
Soğutma hızının camsı geçiş sıcaklığı üzerinde belirleyici bir etkisi vardır . Eğer eriyik hızlı bir şekilde soğutulursa, daha yüksek bir camsı geçiş sıcaklığı elde edilir. Soğutma hızı sonsuz derecede yavaşsa, amorf kısmi alanlar oluşmadığından camsı geçiş olmaz.
Birçok yaygın plastik yarı kristaldir: bu nedenle amorf fazın donduğu bir camsı geçiş sıcaklığına sahiptirler. Aynı zamanda, kristal fazın çözündüğü bir erime sıcaklığına da sahiptirler.
Polimerler camsı geçiş temelinde karakterize edilebilir
Her plastik belirli bir camsı geçişe sahip olduğundan, bu malzemenin karakterize edilmesi için önemli bir parametredir. Bu nedenle, camsı geçiş sıcaklığının belirlenmesi genellikle termal anali̇z analizi, örneğin, bir polimerin ısı etkisi altındaki boyutsal kararlılığı hakkında açıklamalar yapabilmek için.
Örneğin elastomerler sadece kauçuk-elastik aralığında, yani camsı geçiş sıcaklığının üzerinde kullanılır. Buna karşılık, amorf termoplastikler sadece Tg’nin altında kullanılır.
Camsı geçiş plastiğin türüne ve üretimine bağlı olduğundan, malzemedeki değişiklikler hakkında bilgi Tg belirlenerek elde edilebilir.
- Kimyasal yapı, ana zincir ne kadar esnek olursa, Tg o kadar düşük olur
- Molar kütle, Tg artan molar kütle ile artar
- moleküler oryantasyon, örneğin folyolarda Tg’yi artırır
- Ağ oluşturma, artan ağ oluşturma derecesi ile Tg
- Plastikleştirici, artan plastikleştirici içeriği ile Tg
Ayrıca, camsı geçiş sıcaklığı, camın yapısı hakkında bilgi verir. fiziksel yaşlanma . plastiklerDSC ölçümlerinde bir entalpi gevşeme piki olarak ortaya çıkar.
Polimer karışımları da Tg kullanılarak karakterize edilebilir. Polimerler karışabilir değilse, tek tek bileşenler faz ayrımına uğrar, böylece bir arada bulunurlar ve birkaç cam geçişi ölçülebilir. Saf bileşenlerle yapılan bir karşılaştırma, karıştırma işleminin oranları ve kalitesi hakkında bilgi sağlayabilir.
