Nøkkelforskjell – Glassovergangstemperatur vs smeltetemperatur
Undersøkelse av termiske egenskaper til elastomerer er avgjørende for å bestemme deres endelige bruks- og produksjonsprosessparametere. De termiske egenskapene til elastomerer kan undersøkes ved hjelp av forskjellige testparametere som overgangstemperaturer, nyttig temperaturområde, varmekapasitet, termisk ledningsevne, temperaturavhengighet av mekaniske egenskaper og koeffisient for lineær termisk utvidelse. Det er to typer temperaturparametere som kommer inn under overgangstemperaturer, nemlig glassovergangstemperatur (Tg) og smeltetemperatur (Tm). I polymerindustrien brukes disse temperaturene for identifisering av materialer og deres kvalitetsparametere. Overgangstemperaturen til polymerer kan vurderes svært nøyaktig ved å bruke avanserte instrumenter som dynamisk mekanisk analysator (DMA) og differensialskanningkalorimeter (DSC). Ved glassovergangstemperatur oppstår en reversibel faseendring fra viskøs til glassaktig eller omvendt i de amorfe områdene av polymeren på grunn av en temperaturendring, mens ved smeltetemperatur endres de krystallinske eller semikrystallinske områdene til en polymer til en fast amorf fase. Dette er nøkkelforskjellen mellom glassovergangstemperatur og smeltetemperatur.
Hva er glassovergangstemperatur?
Glassovergangstemperaturen er temperaturen der en viskøs eller gummiaktig tilstand av en amorf eller halvkrystallinsk polymer endres til en sprø, glassaktig tilstand. Dette er en reversibel overgang. Under glassovergangstemperaturer er polymerer harde og stive som glass. Over glassovergangstemperatur viser polymerer viskøse eller gummiaktige egenskaper med mindre stivhet. Glassovergang er en annenordens reaksjon da det er en endring i derivatene. Endringene i polymer over og under oppstår på grunn av den molekylære bevegelsen på grunn av energiendringer. Denne temperaturen er sterkt påvirket av strukturen til molekylene. Dessuten avhenger det også av hyppigheten av syklisk deformasjon, effekten av å blande ingredienser som myknere, fyllstoffer osv. og hastigheten på temperaturendringer.
Figur 01: Tetthet ved temperatur
I henhold til eksperimentelle observasjoner, er det funnet at i en symmetrisk polymer er glassovergangstemperaturen halvparten av dens smeltetemperatur, mens i en usymmetrisk polymer er glassovergangstemperaturen 2/3 av dens smelteverdi (i grader på Kelvin). Imidlertid er disse forholdene ikke universelle og har avvik i mange polymerer. Glassovergang er viktig for å bestemme arbeidsområdet til polymer, for å evaluere fleksibiliteten og typen av responsen på mekanisk stress.
Hva er smeltetemperatur?
Smelting er en annen viktig parameter for termiske overganger i polymerer. Vanligvis er smeltetemperatur temperaturen der en faseovergang skjer; for eksempel fast til væske eller væske til damp.
Figur 02: Smelting
Men når det gjelder polymerer, er smeltetemperaturen en temperatur der en overgang fra en krystallinsk eller semi-krystallinsk fase til en fast amorf fase finner sted. Smelting er en førsteordens endoterm reaksjon. Polymerens smelteentalpi kan brukes til å beregne krystallinitetsgraden, gitt at smelteentalpien til 100 % av den samme polymeren er kjent. Å kjenne til smeltetemperaturen er også veldig viktig siden det gir en idé om arbeidsområdet til en polymer.
Hva er forskjellen mellom glassovergangstemperatur og smeltetemperatur?
Glassovergangstemperatur vs. smeltetemperatur |
|
| Glassovergangstemperatur er temperaturen der en viskøs eller gummiaktig tilstand av en amorf eller semi-krystallinsk polymer endres til en sprø, glassaktig tilstand. | Glassovergangstemperatur er temperaturen der en viskøs eller gummiaktig tilstand av en amorf eller semi-krystallinsk polymer endres til en sprø, glassaktig tilstand. |
| Reaksjonsrekkefølge | |
| Glassovergang er en annenordens reaksjon. | Smelting er en førsteordens reaksjon. |
| Above Tg eller Tm | |
| Amorfe områder blir gummiaktige, mindre stive og ikke sprø | Krystallinske områder forvandles til solide amorfe områder. |
| Below Tg eller Tm | |
| Amorfe områder blir glassaktige, stive og sprø. | Stabile krystallinske områder |
| Relasjon (i henhold til eksperimentelle observasjoner) | |
| Tg=1/2 Tm (for symmetriske polymerer) | Tg=2/3 Tm (for usymmetriske polymerer) |
Sammendrag – Glassovergangstemperatur vs smeltetemperatur
Både glassovergangs- og smeltetemperaturer er svært viktige termiske overgangsegenskaper for polymerer. Over glassovergangstemperatur har polymerer gummiaktige egenskaper, mens under denne temperaturen har de glassegenskaper. Glassovergang skjer i amorfe polymerer. Smelting er endringen av fase fra krystallinsk til fast amorf. Smeltetemperatur er viktig for å beregne graden av krystallinitet. Begge temperaturverdiene er ekstremt nyttige for å bestemme kvaliteten og arbeidsområdet til polymerer.
Last ned PDF-versjon av Glass Transition Temperature vs Melting Temperature
Du kan laste ned PDF-versjonen av denne artikkelen og bruke den til offline-formål i henhold til sitat. Last ned PDF-versjon her Forskjellen mellom glassovergangstemperatur og smeltetemperatur
