คำจำกัดความของอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว
อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) คืออุณหภูมิที่โพลีเมอร์เปลี่ยนจากสถานะยืดหยุ่นเป็นสถานะคล้ายแก้ว หมายถึงอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของโพลีเมอร์อสัณฐาน (รวมถึงส่วนที่ไม่เป็นผลึกในโพลีเมอร์ที่เป็นผลึก) จากสถานะคล้ายแก้ว ไปสู่สภาวะยืดหยุ่นสูงหรือจากสภาวะหลังไปสู่สภาวะแรก เป็นอุณหภูมิต่ำสุดที่ส่วนโมเลกุลขนาดใหญ่ของโพลีเมอร์อสัณฐานสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ มักจะแสดงโดย Tg ขึ้นอยู่กับวิธีการวัดและเงื่อนไข
นี่เป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่สำคัญของโพลีเมอร์ เหนืออุณหภูมินี้ โพลีเมอร์จะแสดงความยืดหยุ่น ต่ำกว่าอุณหภูมินี้ โพลีเมอร์จะมีความเปราะบาง ต้องพิจารณาเมื่อใช้เป็นพลาสติก ยาง เส้นใยสังเคราะห์ ฯลฯ ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วของโพลีไวนิลคลอไรด์คือ 80°C อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ขีดจำกัดสูงสุดของอุณหภูมิในการทำงานของผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิในการทำงานของยางต้องสูงกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว มิฉะนั้นจะสูญเสียความยืดหยุ่นสูง
เนื่องจากประเภทของโพลีเมอร์ยังคงรักษาธรรมชาติไว้ อิมัลชันจึงมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ความแข็งของฟิล์มเคลือบที่เกิดจากโพลีเมอร์อิมัลชัน อิมัลชันที่มีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วสูงมีการเคลือบที่มีความแข็งสูง มีความมันวาวสูง ต้านทานคราบได้ดี และไม่ก่อให้เกิดมลพิษง่าย และคุณสมบัติเชิงกลอื่นๆ ก็ดีขึ้นตามลำดับ อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วและอุณหภูมิขั้นต่ำในการเกิดฟิล์มก็สูงเช่นกัน ซึ่งทำให้เกิดปัญหาในการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ นี่เป็นข้อขัดแย้ง และเมื่อโพลีเมอร์อิมัลชันถึงอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว คุณสมบัติหลายประการจะเปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นจึงต้องควบคุมอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วที่เหมาะสม สำหรับมอร์ตาร์ดัดแปลงด้วยโพลีเมอร์ ยิ่งอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วสูงเท่าใด กำลังรับแรงอัดของมอร์ตาร์ดัดแปลงก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ยิ่งอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วต่ำลง ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำของปูนดัดแปลงก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น
คำจำกัดความอุณหภูมิการขึ้นรูปฟิล์มขั้นต่ำ
อุณหภูมิการขึ้นรูปฟิล์มขั้นต่ำเป็นสิ่งสำคัญตัวบ่งชี้ปูนผสมแห้ง
MFFT หมายถึงอุณหภูมิต่ำสุดที่อนุภาคโพลีเมอร์ในอิมัลชันมีความคล่องตัวเพียงพอที่จะจับตัวกันเป็นแผ่นฟิล์มต่อเนื่องกัน ในกระบวนการพอลิเมอร์อิมัลชันสร้างฟิล์มเคลือบต่อเนื่อง อนุภาคโพลีเมอร์จะต้องจัดเรียงตัวกันแน่น ดังนั้นนอกเหนือจากการกระจายตัวที่ดีของอิมัลชันแล้ว เงื่อนไขในการสร้างฟิล์มต่อเนื่องยังรวมถึงการเสียรูปของอนุภาคโพลีเมอร์ด้วย กล่าวคือ เมื่อแรงดันของเส้นเลือดฝอยของน้ำสร้างแรงกดดันอย่างมากระหว่างอนุภาคทรงกลม ยิ่งอนุภาคทรงกลมถูกจัดเรียงชิดกันมากเท่าใด ความดันก็จะยิ่งเพิ่มมากขึ้นเท่านั้น
เมื่ออนุภาคสัมผัสกัน แรงดันที่เกิดจากการระเหยของน้ำจะบังคับให้อนุภาคถูกบีบและเปลี่ยนรูปให้เกาะติดกันจนกลายเป็นฟิล์มเคลือบ แน่นอนว่าสำหรับอิมัลชันที่มีสารค่อนข้างแข็ง อนุภาคโพลีเมอร์ส่วนใหญ่เป็นเทอร์โมพลาสติกเรซิน ยิ่งอุณหภูมิต่ำลง ความแข็งก็จะมากขึ้น และจะเปลี่ยนรูปได้ยากขึ้น ดังนั้นจึงมีปัญหาเรื่องอุณหภูมิในการสร้างฟิล์มขั้นต่ำ กล่าวคือ หลังจากน้ำในอิมัลชันระเหยไปที่อุณหภูมิต่ำกว่าที่กำหนด อนุภาคโพลีเมอร์จะยังคงอยู่ในสถานะแยกจากกันและไม่สามารถรวมตัวได้ ดังนั้นอิมัลชันจึงไม่ก่อให้เกิดการเคลือบสม่ำเสมออย่างต่อเนื่องเนื่องจากการระเหยของน้ำ และเหนืออุณหภูมิที่กำหนดนี้ เมื่อน้ำระเหย โมเลกุลในอนุภาคโพลีเมอร์แต่ละตัวจะทะลุ กระจาย เปลี่ยนรูป และรวมตัวกันเป็นฟิล์มโปร่งใสต่อเนื่อง ขีดจำกัดล่างของอุณหภูมิที่สามารถเกิดฟิล์มได้นี้เรียกว่าอุณหภูมิขั้นต่ำในการขึ้นรูปฟิล์ม
MFFT เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของอิมัลชันโพลีเมอร์และเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องใช้อิมัลชันในช่วงฤดูที่มีอุณหภูมิต่ำ การใช้มาตรการที่เหมาะสมสามารถทำให้พอลิเมอร์อิมัลชันมีอุณหภูมิการสร้างฟิล์มขั้นต่ำที่ตรงตามข้อกำหนดการใช้งาน ตัวอย่างเช่น การเติมพลาสติไซเซอร์ลงในอิมัลชันสามารถทำให้โพลีเมอร์อ่อนตัวลง และลดอุณหภูมิขั้นต่ำในการสร้างฟิล์มของอิมัลชันได้อย่างมาก หรือปรับอุณหภูมิขั้นต่ำในการสร้างฟิล์ม อิมัลชันโพลีเมอร์ที่สูงขึ้นใช้สารเติมแต่ง ฯลฯ
MFFT ของ Longouผงลาเท็กซ์แบบกระจายตัว VAEโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0°C ถึง 10°C โดยทั่วไปอุณหภูมิจะอยู่ที่ 5°C ที่อุณหภูมินี้.ผงโพลีเมอร์นำเสนอภาพยนตร์ต่อเนื่อง ในทางตรงกันข้าม เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่านี้ ฟิล์มของผงโพลีเมอร์ที่กระจายตัวได้จะไม่ต่อเนื่องและแตกหักอีกต่อไป ดังนั้น อุณหภูมิการขึ้นรูปฟิล์มขั้นต่ำจึงเป็นตัวบ่งชี้ที่แสดงถึงอุณหภูมิการก่อสร้างของโครงการ โดยทั่วไป ยิ่งอุณหภูมิการขึ้นรูปฟิล์มขั้นต่ำต่ำเท่าไร ความสามารถในการทำงานก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น
ความแตกต่างระหว่าง Tg และ MFFT
1. อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว คืออุณหภูมิที่สารอ่อนตัวลง ส่วนใหญ่หมายถึงอุณหภูมิที่โพลีเมอร์อสัณฐานเริ่มอ่อนตัวลง ไม่เพียงเกี่ยวข้องกับโครงสร้างของพอลิเมอร์เท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับน้ำหนักโมเลกุลด้วย
2.จุดอ่อนตัว
ตามแรงเคลื่อนที่ที่แตกต่างกันของโพลีเมอร์ วัสดุโพลีเมอร์ส่วนใหญ่มักจะอยู่ในสถานะทางกายภาพ (หรือสถานะทางกล) สี่สถานะต่อไปนี้: สถานะคล้ายแก้ว สถานะยืดหยุ่นหนืด สถานะยืดหยุ่นสูง (สถานะยาง) และสถานะการไหลแบบหนืด การเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วคือการเปลี่ยนระหว่างสถานะยืดหยุ่นสูงกับสถานะคล้ายแก้ว จากมุมมองของโครงสร้างโมเลกุล อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วเป็นปรากฏการณ์การผ่อนคลายของส่วนอสัณฐานของพอลิเมอร์จากสถานะเยือกแข็งเป็นสถานะละลาย ซึ่งแตกต่างจากเฟส มีความร้อนจากการเปลี่ยนเฟสในระหว่างการเปลี่ยนรูป ดังนั้นจึงเป็นการเปลี่ยนรูปของเฟสทุติยภูมิ (เรียกว่า การแปลงขั้นต้นในกลศาสตร์ไดนามิกของโพลีเมอร์) ที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว โพลีเมอร์จะอยู่ในสถานะแก้ว และโซ่โมเลกุลและส่วนต่างๆ ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ เฉพาะอะตอม (หรือกลุ่ม) ที่ประกอบเป็นโมเลกุลเท่านั้นที่สั่นสะเทือนที่ตำแหน่งสมดุล ขณะที่อยู่ที่อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วแม้ว่าโซ่โมเลกุลจะไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ แต่ส่วนของโซ่เริ่มเคลื่อนที่แสดงคุณสมบัติยืดหยุ่นสูง หากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นอีกครั้ง สายโซ่โมเลกุลทั้งหมดจะเคลื่อนที่และแสดงคุณสมบัติการไหลแบบหนืด อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) เป็นคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญของโพลีเมอร์อสัณฐาน
อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วเป็นหนึ่งในอุณหภูมิที่เป็นลักษณะเฉพาะของโพลีเมอร์ เมื่อพิจารณาอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วเป็นขอบเขต โพลีเมอร์จะแสดงคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน: วัสดุโพลีเมอร์คือพลาสติกที่ต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว เหนืออุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว วัสดุโพลีเมอร์คือยาง จากมุมมองของการใช้งานทางวิศวกรรม ขีดจำกัดบนของอุณหภูมิการใช้งานของพลาสติกวิศวกรรมที่มีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วคือขีดจำกัดล่างของการใช้ยางหรืออีลาสโตเมอร์
เวลาโพสต์: Jan-04-2024