Forskel mellem glasovergangstemperatur og smeltetemperatur
Share
Nøgleforskel - Glasovergangstemperatur vs smeltetemperatur
Undersøgelse af termiske egenskaber hos elastomerer er afgørende for at bestemme deres endelige anvendelse og fremstillingsprocessparametre. Elastomereres termiske egenskaber kan undersøges ved anvendelse af forskellige testparametre, såsom overgangstemperaturer, nyttigt temperaturområde, varmekapacitet, termisk ledningsevne, temperaturafhængighed af mekaniske egenskaber og koefficient for lineær termisk ekspansion. Der er to typer temperaturparametre, der hører under overgangstemperaturer, nemlig glasovergangstemperatur (Tg) og smeltetemperatur (Tm). I polymerindustrien anvendes disse temperaturer til identifikation af materialer og deres kvalitetsparametre. Overgangstemperaturen for polymerer kan vurderes meget nøjagtigt ved hjælp af avancerede instrumenter som dynamisk mekanisk analysator (DMA) og differentiel scanningskalorimeter (DSC). Ved glasovergangstemperatur er en reversibel ændring i fase fra viskøs til glasagtig eller omvendt forekommer i de amorfe regioner af polymeren på grund af en ændring i temperaturen, medens de krystallinske eller halvkrystallinske regioner af en polymer ved smeltetemperatur ændres til en fast amorf fase. Dette er den vigtigste forskel mellem glasovergangstemperatur og smeltetemperatur.
INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er glasovergangstemperatur
3. Hvad er smeltetemperatur
4. Sammenligning side ved side - Glasovergangstemperatur vs smeltetemperatur i tabelform
5. Resume
Hvad er glasovergangstemperatur?
Glasovergangstemperaturen er den temperatur, ved hvilken en viskos eller gummiagtig tilstand af en amorf eller halvkrystallinsk polymer skifter til en sprød, glasagtig tilstand. Dette er en reversibel overgang. Under glasovergangstemperaturer er polymerer hårde og stive som glas. Over glasovergangstemperatur viser polymerer viskøse eller gummiagtige egenskaber med mindre stivhed. Glasovergang er en anden orden reaktion, da der er en ændring i derivaterne. Ændringerne i polymer over og nedenfor forekommer på grund af molekylbevægelsen på grund af energiændringer. Denne temperatur er meget påvirket af molekylernes struktur. Derudover afhænger det også af hyppigheden af cyklisk deformation, virkningen af sammensatte ingredienser såsom blødgørere, fyldstoffer osv. Og hastigheden for temperaturændring.
Figur 01: Temperaturdensitet
Som ved eksperimentelle observationer viser det sig, at glasovergangstemperatur i en symmetrisk polymer er halvdelen af dens smeltetemperatur, mens glasovergangstemperatur i en usymmetrisk polymer er 2/3 af dens smelteværdi (i grader Kelvin). Disse forhold er imidlertid ikke universelle og har afvigelser i mange polymerer. Glasovergang er vigtig for at bestemme arbejdsområdet for polymer ved at evaluere fleksibiliteten og arten af reaktionen på mekanisk belastning.
Hvad er smeltetemperatur?
Smeltning er en anden vigtig parameter for termiske overgange i polymerer. Normalt er smeltetemperatur den temperatur, ved hvilken en faseovergang finder sted; for eksempel fast til væske eller væske til damp.
Figur 02: Smeltning
For så vidt angår polymerer er smeltetemperaturen imidlertid en temperatur, ved hvilken en overgang fra en krystallinsk eller halvkrystallinsk fase til en fast amorf fase finder sted. Smeltning er en førsteordens endoterm reaktion. Enthalpien til smeltning af polymeren kan bruges til at beregne graden af krystallinitet, i betragtning af at smelteentalpien på 100% af den samme polymer er kendt. At kende smeltetemperaturen er også meget vigtig, da det giver en idé om arbejdsområdet for en polymer.
Hvad er forskellen mellem glasovergangstemperatur og smeltetemperatur?
Glasovergangstemperatur vs smeltetemperatur | |
| Glasovergangstemperatur er den temperatur, ved hvilken en viskos eller gummiagtig tilstand af en amorf eller halvkrystallinsk polymer skifter til en sprød, glasagtig tilstand. | Glasovergangstemperatur er den temperatur, ved hvilken en viskos eller gummiagtig tilstand af en amorf eller halvkrystallinsk polymer skifter til en sprød, glasagtig tilstand. |
| Reaktionsorden | |
| Glasovergang er en anden orden reaktion. | Smeltning er en første ordens reaktion. |
| Over Tg eller Tm | |
| Amorfe regioner bliver gummiagtige, mindre stive og ikke sprøde | Krystallinske regioner omdannes til faste amorfe regioner. |
| Nedenfor Tg eller Tm | |
| Amorfe regioner bliver glasagtige, stive og sprøde. | Stabile krystallinske regioner |
| Forhold (pr. Eksperimentelle observationer) | |
| Tg = 1/2 Tm (for symmetriske polymerer) | Tg = 2/3 Tm (for usymmetriske polymerer) |
Resume - Glasovergangstemperatur vs smeltetemperatur
Både glasovergangs- og smeltetemperaturer er meget vigtige termiske overgangsegenskaber for polymerer. Over glasovergangstemperatur har polymerer gummiagtige egenskaber, mens de under denne temperatur har glasegenskaber. Glasovergang forekommer i amorfe polymerer. Smeltning er ændringen af fase fra krystallinsk til fast amorf. Smeltetemperatur er vigtig for at beregne graden af krystallinitet. Begge temperaturværdier er ekstremt nyttige til at bestemme kvaliteten og arbejdsområdet for polymerer.
Download PDF-version af glasovergangstemperatur vs smeltetemperatur
Du kan downloade PDF-version af denne artikel og bruge den til offline-formål som pr. Citatnotat. Download PDF-version her Forskel mellem glasovergangstemperatur og smeltetemperatur
Reference:
1. Adams, Robert D., et al. Strukturelle klæbende samlinger i teknik. Chapman & Hall, 1997.
2. Gowariker, V. R., Viswanathan, N. V., & Sreedhar, J. Polymer science. New Age International, 1986.
3. Rosato, Donald V. og Marlene G. Rosato. Kortfattet encyklopædi af plast. Springer Science & Business Media, 2000.
Billede høflighed:
1. “Density on Temperature” Af Booyabazooka på engelsk Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Sort og grå is” (CC0) via PEXELS
