Определение температуры стеклования
Температура стеклования (Tg) — это температура, при которой полимер переходит из эластичного состояния в стеклообразное. Это температура перехода аморфного полимера (включая некристаллическую часть кристаллического полимера) из стеклообразного состояния в высокоэластичное или из последнего в первое. Это самая низкая температура, при которой макромолекулярные сегменты аморфных полимеров могут свободно перемещаться. Обычно обозначается как Tg. Она различается в зависимости от метода и условий измерения.
Это важный показатель эксплуатационных свойств полимеров. Выше этой температуры полимер проявляет эластичность, ниже — хрупкость. Это необходимо учитывать при использовании в производстве пластиков, резины, синтетических волокон и т. д. Например, температура стеклования поливинилхлорида составляет 80°C. Однако это не предел рабочей температуры изделия. Например, рабочая температура резины должна быть выше температуры стеклования, иначе она потеряет свою высокую эластичность.
Поскольку тип полимера сохраняет свою природу, эмульсия также имеет температуру стеклования, которая является показателем твердости пленки покрытия, образованной полимерной эмульсией. Эмульсия с высокой температурой стеклования имеет покрытие с высокой твердостью, высоким блеском, хорошей стойкостью к пятнам и не склонна к загрязнению, а ее другие механические свойства соответственно лучше. Однако температура стеклования и ее минимальная температура пленкообразования также высоки, что создает определенные проблемы при использовании при низких температурах. Это противоречие, и когда полимерная эмульсия достигает определенной температуры стеклования, многие ее свойства существенно изменяются, поэтому необходимо контролировать соответствующую температуру стеклования. Что касается модифицированного полимерами раствора, чем выше температура стеклования, тем выше прочность на сжатие модифицированного раствора. Чем ниже температура стеклования, тем лучше низкотемпературные характеристики модифицированного раствора.
Определение минимальной температуры образования пленки
Минимальная температура формирования пленки имеет важное значениеиндикатор сухой смеси раствора
Температура термокомпенсации (MFFT) – это минимальная температура, при которой полимерные частицы в эмульсии обладают достаточной подвижностью для агломерации друг с другом с образованием сплошной плёнки. В процессе формирования сплошной плёнки полимерная эмульсия должна образовывать плотно упакованные структуры. Таким образом, помимо хорошего диспергирования эмульсии, условия формирования сплошной плёнки включают также деформацию полимерных частиц. То есть, когда капиллярное давление воды создаёт значительное давление между сферическими частицами, чем ближе расположены сферические частицы, тем больше увеличивается давление.
Когда частицы соприкасаются друг с другом, давление, создаваемое испарением воды, заставляет частицы сжиматься и деформироваться, связываясь друг с другом, образуя пленку покрытия. Очевидно, что для эмульсий с относительно твердыми агентами большинство полимерных частиц являются термопластичными смолами, чем ниже температура, тем больше твердость и тем сложнее будет деформироваться, поэтому возникает проблема минимальной температуры образования пленки. То есть, ниже определенной температуры, после испарения воды из эмульсии, полимерные частицы все еще находятся в дискретном состоянии и не могут быть интегрированы. Следовательно, эмульсия не может образовать сплошное однородное покрытие из-за испарения воды; и выше этой определенной температуры, когда вода испаряется, молекулы в каждой полимерной частице будут проникать, диффундировать, деформироваться и агрегировать, образуя сплошную прозрачную пленку. Этот нижний предел температуры, при которой может образоваться пленка, называется минимальной температурой образования пленки.
MFFT является важным показателемполимерная эмульсия, и особенно важно использовать эмульсию в холодное время года. Принятие соответствующих мер может обеспечить минимальную температуру пленкообразования полимерной эмульсии, соответствующую эксплуатационным требованиям. Например, добавление пластификатора в эмульсию может размягчить полимер и значительно снизить минимальную температуру пленкообразования эмульсии или скорректировать её. Для более вязких полимерных эмульсий используются добавки и т.д.
MFFT ЛонгоуРедиспергируемый латексный порошок VAEОбычно она находится в диапазоне от 0°C до 10°C, чаще всего — 5°C. При этой температуреполимерный порошокобразует сплошную плёнку. Напротив, ниже этой температуры плёнка редиспергируемого полимерного порошка теряет сплошность и разрушается. Таким образом, минимальная температура плёнкообразования является индикатором, отражающим температуру строительства объекта. Как правило, чем ниже минимальная температура плёнкообразования, тем лучше обрабатываемость.
Различия между Tg и MFFT
1. Температура стеклования — температура размягчения вещества. В основном относится к температуре, при которой аморфные полимеры начинают размягчаться. Она связана не только со структурой полимера, но и с его молекулярной массой.
2.Точка размягчения
В зависимости от различных сил движения полимеров, большинство полимерных материалов обычно могут находиться в следующих четырёх физических (или механических) состояниях: стеклообразном, вязкоупругом, высокоэластичном (резиноподобном) и вязкотекучем состоянии. Стеклование – это переход между высокоэластичным и стеклообразным состояниями. С точки зрения молекулярной структуры, температура стеклования – это явление релаксации аморфной части полимера из замороженного состояния в размороженное, в отличие от фазы. При этом преобразовании выделяется теплота фазового перехода, поэтому это вторичное фазовое превращение (называемое первичным превращением в динамической механике полимеров). Ниже температуры стеклования полимер находится в стеклообразном состоянии, и молекулярные цепи и сегменты не могут двигаться. В равновесных положениях колеблются только атомы (или группы), составляющие молекулы; в то время как при температуре стеклования, хотя молекулярные цепи не могут двигаться, сегменты цепей начинают двигаться, демонстрируя высокие упругие свойства. При дальнейшем повышении температуры вся молекулярная цепь придёт в движение и проявит свойства вязкотекучести. Температура стеклования (Tg) является важным физическим свойством аморфных полимеров.
Температура стеклования является одной из характерных температур полимеров. Принимая температуру стеклования за границу, полимеры проявляют различные физические свойства: ниже температуры стеклования полимерный материал является пластиком; выше температуры стеклования полимерный материал является резиной. С точки зрения инженерных применений, верхний предел температуры стеклования инженерных пластиков совпадает с нижним пределом температуры стеклования резины или эластомеров.
Время публикации: 04 января 2024 г.