Temperatura de tranziție a sticlei
Temperatura de tranziție vitroasă, de obicei , cu simbolul T g, reprezintă temperatură valoarea sub care un material amorf se comportă ca un solid sticlos.
Descriere
Tg reprezintă temperatura sub care mișcările contorsionare și rotație a segmentelor de molecule de aproximativ 40-50 atomi sunt înghețate, precum mișcările tranzaționale ale întregii molecule, și nu există suficientă energie doar pentru vibrațiile atomilor din jurul pozițiile de echilibru și pentru mișcările câtorva atomi aparținând lanțului principal sau grupurilor laterale. Temperatura de tranziție sticloasă a unui polimer depinde de orice parametru care poate afecta mobilitatea lanțului (grupuri substituente pe lanțul principal, prezența legăturilor duble în lanțul principal) sau de volumul liber (masa moleculară medie).
Analizând mai detaliat procesul implicat, în practică, temperatura de tranziție a sticlei reglează tranziția de fază a tranziției sticlei definite în ordinul al doilea: prin topirea unei faze total sau parțial amorfe, exemplele clasice sunt paharele și materialele plastice , este posibil să se efectueze o răcirea sub care, efectuată până la valoarea de temperatură egală cu T g, duce la formarea unei structuri solide de sticlă.
În practică, temperatura de tranziție a sticlei marchează granița dintre starea amorfă sticloasă și starea amorfă cauciucată , un lichid foarte rigid și caracterizat prin vâscozitate ridicată. Tranziția sticlei nu este o tranziție termodinamică, ci una cinetică, care nu corespunde nicio modificare a aranjamentului atomilor / moleculelor în spațiu, așa cum se întâmplă în tranziția de la un solid cristalin la o stare lichidă. În timp ce substanțele sticloase anorganice sau minerale , cum ar fi silice , au o anumită valoare de T g , polimerii termoplastici pot avea un T g suplimentar la o temperatură mai scăzută și sub care devin rigizi și fragili, presupunând o tendință ușoară de a se sparge. In plus, la temperaturi mai mari decât T g acești polimeri posedă elasticitate și capacitatea de a suferi deformări plastice fără fracturi in curs, o caracteristică care este exploatată în tehnologic domeniu.
Valorile de tranziție a sticlei menționate în mod obișnuit sunt de fapt valori medii, în funcție de această cantitate gradientul de temperatură cu care se efectuează răcirea și pentru polimeri, de asemenea, de distribuția greutăților moleculare medii și de gradul de cristalinitate. În plus, eventuala prezență a aditivilor este de asemenea în măsură să influențeze T g.
Unele substanțe pure cu o greutate moleculară mică pot avea, de asemenea, o anumită valoare a temperaturii de tranziție a sticlei, sub care au o structură amorfă. De exemplu, apa are T g = -173 ° C și gheața amorfă se obține prin răcirea rapidă a apei lichide, pentru a preveni organizarea în structuri cristaline ordonate.Până la o valoare egală cu T g .
Metodele comune utilizate pentru determinarea temperaturii de tranziție a sticlei sunt calorimetria cu scanare diferențială (DSC) și analiza mecanică dinamică (DMA).
Unele valori ale temperaturii de tranziție a sticlei
| Material | T g (° C) |
|---|---|
| Polietilenă (LDPE) | −125 (se citează și −30) |
| Polipropilenă (atactică) | −20 |
| Acetat de polivinil (PVAc) | 28 |
| Polietilen tereftalat (PET) | 79 |
| Alcool polivinilic (PVA) | 85 |
| Clorură de polivinil (PVC) | 81 |
| Polistiren | 95 |
| Polipropilenă (izotactică) | 0 |
| Polimetilmetacrilat (atactic) | 105 |
| Policarbonat | 150 |
| Telurit | 279 |
| Fluoroaluminat | 400 |
| Silice | 1175 |
Bibliografie
- Unele valori ale temperaturii de tranziție a sticlei pentru diferiți polimeri sunt disponibile în Manualul materialelor proiectate - ediția de birou (1995)
- Valorile temperaturii de tranziție a sticlei pentru materialele anorganice pot fi găsite în Manualul de date despre sticlă de OV Mazurin (1993)
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere cu privire la temperatura de tranziție a sticlei
linkuri externe
- ( RO ) IUPAC Gold Book, „tranziția sticlei” , pe goldbook.iupac.org .
- ( RO ) IUPAC Gold Book, „temperatura de tranziție a sticlei” , pe goldbook.iupac.org .
- ( RO ) Tranziția sticlă , pe pslc.ws.
- ( EN ) Diseminarea IT pentru promovarea științei materialelor (DoITPoMS), „Tranziția sticlei în polimeri” , la doitpoms.ac.uk .
