Sự khác biệt giữa nhiệt độ chuyển thủy tinh và nhiệt độ nóng chảy
Share
Sự khác biệt chính - Nhiệt độ chuyển thủy tinh so với nhiệt độ nóng chảy
Điều tra các tính chất nhiệt của chất đàn hồi là rất cần thiết để quyết định các thông số quy trình sản xuất và ứng dụng cuối cùng của chúng. Các tính chất nhiệt của chất đàn hồi có thể được kiểm tra bằng các thông số thử nghiệm khác nhau như nhiệt độ chuyển tiếp, phạm vi nhiệt độ hữu ích, công suất nhiệt, độ dẫn nhiệt, sự phụ thuộc nhiệt độ của các tính chất cơ học và hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính. Có hai loại thông số nhiệt độ dưới nhiệt độ chuyển tiếp là nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg) và nhiệt độ nóng chảy (Tm). Trong ngành công nghiệp polymer, những nhiệt độ này được sử dụng để xác định vật liệu và các thông số chất lượng của chúng. Nhiệt độ chuyển tiếp của các polyme có thể được đánh giá rất chính xác bằng cách sử dụng các thiết bị tiên tiến như máy phân tích cơ học động (DMA) và nhiệt lượng kế quét vi sai (DSC). Ở nhiệt độ chuyển thủy tinh, sự thay đổi thuận nghịch trong pha từ nhớt sang thủy tinh hoặc ngược lại xảy ra ở các vùng vô định hình của polymer do sự thay đổi nhiệt độ, trong khi ở nhiệt độ nóng chảy, các vùng tinh thể hoặc bán tinh thể của polyme thay đổi thành pha vô định hình rắn. Đây là sự khác biệt chính giữa nhiệt độ chuyển thủy tinh và nhiệt độ nóng chảy.
NỘI DUNG
1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Nhiệt độ chuyển thủy tinh là gì
3. Nhiệt độ nóng chảy là gì
4. So sánh cạnh nhau - Nhiệt độ chuyển thủy tinh so với nhiệt độ nóng chảy ở dạng bảng
5. Tóm tắt
Nhiệt độ chuyển thủy tinh là gì?
Nhiệt độ chuyển thủy tinh là nhiệt độ tại đó trạng thái nhớt hoặc cao su của polyme vô định hình hoặc bán tinh thể thay đổi thành trạng thái giòn, thủy tinh. Đây là một quá trình chuyển đổi đảo ngược. Dưới nhiệt độ chuyển thủy tinh, polyme cứng và cứng như thủy tinh. Trên nhiệt độ chuyển thủy tinh, các polyme cho thấy tính chất nhớt hoặc cao su với độ cứng thấp hơn. Chuyển thủy tinh là một phản ứng bậc hai vì có sự thay đổi trong các dẫn xuất. Những thay đổi trong polymer ở trên và dưới xảy ra do chuyển động phân tử do thay đổi năng lượng. Nhiệt độ này bị ảnh hưởng rất lớn bởi cấu trúc của các phân tử. Hơn nữa, nó cũng phụ thuộc vào tần số biến dạng theo chu kỳ, ảnh hưởng của các thành phần hỗn hợp như chất hóa dẻo, chất độn, v.v. và tốc độ thay đổi nhiệt độ.
Hình 01: Mật độ nhiệt độ
Theo quan sát thực nghiệm, người ta thấy rằng trong một polyme đối xứng, nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh bằng một nửa nhiệt độ nóng chảy của nó, trong khi ở một polyme không đối xứng, nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh là 2/3 giá trị nóng chảy của nó (tính theo độ Kelvin). Tuy nhiên, những mối quan hệ này không phổ biến và có độ lệch trong nhiều polyme. Sự chuyển tiếp thủy tinh rất quan trọng để xác định phạm vi hoạt động của polymer, đánh giá tính linh hoạt và bản chất của phản ứng với ứng suất cơ học.
Nhiệt độ nóng chảy là gì?
Nóng chảy là một thông số quan trọng khác của sự chuyển đổi nhiệt trong polyme. Thông thường, nhiệt độ nóng chảy là nhiệt độ xảy ra quá trình chuyển pha; ví dụ, rắn sang lỏng hoặc lỏng thành hơi.
Hình 02: Nóng chảy
Tuy nhiên, theo như các polyme có liên quan, nhiệt độ nóng chảy là nhiệt độ tại đó xảy ra quá trình chuyển từ pha tinh thể hoặc bán tinh thể sang pha vô định hình rắn. Nóng chảy là một phản ứng nhiệt nội bậc nhất. Entanpi của sự nóng chảy của polymer có thể được sử dụng để tính toán mức độ kết tinh, với điều kiện là entanpy nóng chảy của 100% cùng loại polymer được biết đến. Biết nhiệt độ nóng chảy cũng rất quan trọng vì nó đưa ra ý tưởng về phạm vi hoạt động của polymer..
Sự khác biệt giữa nhiệt độ chuyển thủy tinh và nhiệt độ nóng chảy?
Nhiệt độ chuyển thủy tinh và nhiệt độ nóng chảy | |
| Nhiệt độ chuyển thủy tinh là nhiệt độ tại đó trạng thái nhớt hoặc cao su của polyme vô định hình hoặc bán tinh thể thay đổi thành trạng thái giòn, thủy tinh. | Nhiệt độ chuyển thủy tinh là nhiệt độ tại đó trạng thái nhớt hoặc cao su của polyme vô định hình hoặc bán tinh thể thay đổi thành trạng thái giòn, thủy tinh. |
| Thứ tự phản ứng | |
| Chuyển thủy tinh là một phản ứng thứ hai. | Nóng chảy là một phản ứng thứ nhất. |
| Trên Tg hoặc Tm | |
| Vùng vô định hình trở nên cao su, ít cứng và không giòn | Vùng kết tinh biến thành vùng vô định hình rắn. |
| Dưới Tg hoặc Tm | |
| Vùng vô định hình trở nên thủy tinh, cứng nhắc và dễ vỡ. | Vùng kết tinh ổn định |
| Mối quan hệ (theo quan sát thử nghiệm) | |
| Tg = 1/2 Tm (đối với các polyme đối xứng) | Tg = 2/3 Tm (đối với các polyme không đối xứng) |
Tóm tắt - Nhiệt độ chuyển thủy tinh so với nhiệt độ nóng chảy
Cả nhiệt độ chuyển tiếp và nhiệt độ nóng chảy của thủy tinh đều là những tính chất chuyển nhiệt rất quan trọng của các polyme. Trên nhiệt độ chuyển thủy tinh, các polyme có đặc tính cao su, trong khi đó, dưới nhiệt độ này, chúng có đặc tính thủy tinh. Chuyển thủy tinh xảy ra trong các polyme vô định hình. Nóng chảy là sự thay đổi pha từ tinh thể sang vô định hình rắn. Nhiệt độ nóng chảy rất quan trọng để tính toán mức độ kết tinh. Cả hai giá trị nhiệt độ đều cực kỳ hữu ích để xác định chất lượng và phạm vi hoạt động của các polyme.
Tải xuống phiên bản PDF của Nhiệt độ chuyển thủy tinh so với Nhiệt độ nóng chảy
Bạn có thể tải xuống phiên bản PDF của bài viết này và sử dụng nó cho mục đích ngoại tuyến theo ghi chú trích dẫn. Vui lòng tải xuống phiên bản PDF tại đây Sự khác biệt giữa Nhiệt độ chuyển thủy tinh và Nhiệt độ nóng chảy
Tài liệu tham khảo:
1. Adams, Robert D., et al. Kết cấu kết dính trong kỹ thuật. Chapman & Hội trường, 1997.
2. Gowariker, V. R., Viswanathan, N. V., & Sreedhar, J. Khoa học polymer. Thời đại mới, 1986.
3. Rosato, Donald V. và Marlene G. Rosato. Bách khoa toàn thư súc tích của nhựa. Springer Science & Business Media, 2000.
Hình ảnh lịch sự:
1. Mật độ mật độ về nhiệt độ hấp dẫn bởi Booyabazooka tại Wikipedia tiếng Anh (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia
2. Băng đen và Xám Đá (Muff) qua PEXELS
