Lasittumislämpötilan määritelmä
Lasisiirtymälämpötila (Tg) on lämpötila, jossa polymeeri muuttuu elastisesta tilasta lasimaiseen tilaan. Viittaa amorfisen polymeerin (mukaan lukien kiteisen polymeerin ei-kiteinen osa) siirtymälämpötilaan lasimaisesta tilasta erittäin elastiseen tilaan tai jälkimmäisestä lasimaiseen tilaan. Se on alin lämpötila, jossa amorfisten polymeerien makromolekyyliset segmentit voivat liikkua vapaasti. Yleensä sitä edustaa Tg. Se vaihtelee mittausmenetelmän ja -olosuhteiden mukaan.
Tämä on tärkeä polymeerien suorituskykyindikaattori. Tämän lämpötilan yläpuolella polymeeri osoittaa elastisuutta, ja tämän lämpötilan alapuolella polymeeri osoittaa haurautta. Tämä on otettava huomioon käytettäessä muoveissa, kumissa, synteettisissä kuiduissa jne. Esimerkiksi polyvinyylikloridin lasittumislämpötila on 80 °C. Se ei kuitenkaan ole tuotteen käyttölämpötilan yläraja. Esimerkiksi kumin käyttölämpötilan on oltava lasittumislämpötilan yläpuolella, muuten se menettää korkean elastisuutensa.
Koska polymeerityyppi säilyttää luonteensa, emulsiolla on myös lasittumislämpötila, joka osoittaa polymeeriemulsion muodostaman pinnoitekalvon kovuutta. Korkean lasittumislämpötilan omaavalla emulsiolla on korkea kovuus, korkea kiilto ja hyvä tahrankestävyys, eikä se saastu helposti, ja sen muut mekaaniset ominaisuudet ovat vastaavasti paremmat. Lasittumislämpötila ja sen alin kalvonmuodostuslämpötila ovat kuitenkin myös korkeat, mikä aiheuttaa tiettyjä ongelmia käytettäessä matalissa lämpötiloissa. Tämä on ristiriitaista, ja kun polymeeriemulsio saavuttaa tietyn lasittumislämpötilan, monet sen ominaisuuksista muuttuvat merkittävästi, joten sopivaa lasittumislämpötilaa on valvottava. Polymeerimodifioidun laastin osalta mitä korkeampi lasittumislämpötila on, sitä suurempi on modifioidun laastin puristuslujuus. Mitä alhaisempi lasittumislämpötila on, sitä parempi on modifioidun laastin suorituskyky matalissa lämpötiloissa.
Kalvonmuodostuksen vähimmäislämpötilan määritelmä
Kalvonmuodostuksen vähimmäislämpötila on tärkeäkuivan sekoitetun laastin indikaattori
MFFT tarkoittaa alimman lämpötilan, jossa emulsion polymeerihiukkasilla on riittävä liikkuvuus agglomeroituakseen toisiinsa muodostaen jatkuvan kalvon. Polymeeriemulsion muodostaessa jatkuvaa pinnoitekalvoa polymeerihiukkasten on muodostettava tiiviisti pakattu järjestys. Siksi emulsion hyvän dispergoitumisen lisäksi jatkuvan kalvon muodostumisen edellytyksiin kuuluu myös polymeerihiukkasten muodonmuutos. Toisin sanoen, kun veden kapillaaripaine aiheuttaa huomattavaa painetta pallomaisten hiukkasten välille, mitä lähempänä toisiaan pallomaiset hiukkaset ovat, sitä suurempi on paineen nousu.
Kun hiukkaset joutuvat kosketuksiin toistensa kanssa, veden haihtumisen aiheuttama paine pakottaa hiukkaset puristumaan ja muuttamaan muotoaan sitoutuakseen toisiinsa pinnoitekalvon muodostaen. On selvää, että suhteellisen kovia aineita sisältävissä emulsioissa suurin osa polymeerihiukkasista on termoplastisia hartseja. Mitä alhaisempi lämpötila, sitä suurempi kovuus ja sitä vaikeampi muotoutua, joten on olemassa kalvonmuodostuksen vähimmäislämpötilan ongelma. Toisin sanoen tietyn lämpötilan alapuolella, kun emulsiossa oleva vesi on haihtunut, polymeerihiukkaset ovat edelleen erillisessä tilassa eivätkä ne voi integroitua. Siksi emulsio ei voi muodostaa jatkuvaa ja tasaista pinnoitetta veden haihtumisen vuoksi. Tämän tietyn lämpötilan yläpuolella, kun vesi haihtuu, kunkin polymeerihiukkasen molekyylit tunkeutuvat, diffundoituvat, muuttavat muotoaan ja aggregoituvat muodostaen jatkuvan läpinäkyvän kalvon. Tätä lämpötilan alarajaa, jossa kalvo voi muodostua, kutsutaan kalvonmuodostuksen vähimmäislämpötilaksi.
MFFT on tärkeä indikaattoripolymeeriemulsio, ja on erityisen tärkeää käyttää emulsiota alhaisten lämpötilojen aikana. Asianmukaisilla toimenpiteillä voidaan saavuttaa polymeeriemulsion vähimmäiskalvonmuodostuslämpötila, joka täyttää käyttövaatimukset. Esimerkiksi pehmitintä lisäämällä emulsioon voidaan pehmentää polymeeriä ja alentaa merkittävästi emulsion vähimmäiskalvonmuodostuslämpötilaa tai säätää vähimmäiskalvonmuodostuslämpötilaa. Korkeamman lämpötilan polymeeriemulsioissa käytetään lisäaineita jne.
Longoun MFFTVAE uudelleendispergoituva lateksijauheon yleensä 0 °C:n ja 10 °C:n välillä, yleisempi on 5 °C. Tässä lämpötilassapolymeerijauhemuodostaa yhtenäisen kalvon. Päinvastoin, tämän lämpötilan alapuolella uudelleendispergoituvan polymeerijauheen kalvo ei ole enää yhtenäinen ja rikkoutuu. Siksi kalvonmuodostumisen vähimmäislämpötila on indikaattori, joka edustaa projektin rakennuslämpötilaa. Yleisesti ottaen mitä alhaisempi kalvonmuodostumisen vähimmäislämpötila on, sitä parempi on työstettävyys.
Tg:n ja MFFT:n väliset erot
1. Lasittumislämpötila, lämpötila, jossa aine pehmenee. Viittaa pääasiassa lämpötilaan, jossa amorfiset polymeerit alkavat pehmentyä. Se ei liity ainoastaan polymeerin rakenteeseen, vaan myös sen molekyylipainoon.
2. Pehmenemispiste
Polymeerien erilaisten liikevoimien mukaan useimmat polymeerimateriaalit voivat yleensä olla seuraavissa neljässä fysikaalisessa olomuodossa (tai mekaanisessa olomuodossa): lasimainen, viskoelastinen, erittäin elastinen (kumimainen) ja viskoosi virtausolomuoto. Lasittumislämpötila on siirtymä erittäin elastisen ja lasimaisen tilan välillä. Molekyylirakenteen näkökulmasta lasittumislämpötila on polymeerin amorfisen osan relaksaatioilmiö jäätyneestä tilasta sulaan tilaan, toisin kuin faasimuutos. Muutoksen aikana syntyy faasimuutoslämpöä, joten kyseessä on sekundaarinen faasimuutos (polymeerien dynaamisessa mekaniikassa primaarimuutos). Lasittumislämpötilan alapuolella polymeeri on lasitilassa, eivätkä molekyyliketjut ja -segmentit voi liikkua. Vain molekyylien muodostavat atomit (tai ryhmät) värähtelevät tasapainoasemissaan; lasittumislämpötilassa molekyyliketjut eivät voi liikkua, mutta ketjusegmentit alkavat liikkua, jolloin niillä on korkeat elastiset ominaisuudet. Jos lämpötila nousee uudelleen, koko molekyyliketju liikkuu ja sillä on viskoosit virtausominaisuudet. Lasittumislämpötila (Tg) on amorfisten polymeerien tärkeä fysikaalinen ominaisuus.
Lasittumislämpötila on yksi polymeerien ominaislämpötiloista. Lasittumislämpötilaa rajana käyttäen polymeereillä on erilaisia fysikaalisia ominaisuuksia: lasittumislämpötilan alapuolella polymeerimateriaali on muovia ja lasittumislämpötilan yläpuolella polymeerimateriaali on kumia. Teknisten sovellusten näkökulmasta lasittumislämpötilan teknisten muovien käyttölämpötilan yläraja on kumin tai elastomeerien käyttölämpötilan alaraja.
Julkaisun aika: 04.01.2024