Định nghĩa nhiệt độ chuyển thủy tinh
Nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg) là nhiệt độ mà tại đó polyme chuyển từ trạng thái đàn hồi sang trạng thái thủy tinh. Nhiệt độ chuyển thủy tinh là nhiệt độ mà polyme vô định hình (bao gồm cả phần phi tinh thể trong polyme tinh thể) từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái đàn hồi cao hoặc từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái thủy tinh. Đây là nhiệt độ thấp nhất mà các phân tử polyme vô định hình có thể di chuyển tự do. Thường được ký hiệu là Tg. Giá trị này thay đổi tùy thuộc vào phương pháp đo và điều kiện đo.
Đây là một chỉ số hiệu suất quan trọng của polyme. Trên nhiệt độ này, polyme thể hiện tính đàn hồi; dưới nhiệt độ này, polyme thể hiện tính giòn. Cần lưu ý điều này khi sử dụng làm nhựa, cao su, sợi tổng hợp, v.v. Ví dụ, nhiệt độ chuyển thủy tinh của polyvinyl clorua là 80°C. Tuy nhiên, đây không phải là giới hạn trên của nhiệt độ làm việc của sản phẩm. Ví dụ, nhiệt độ làm việc của cao su phải cao hơn nhiệt độ chuyển thủy tinh, nếu không nó sẽ mất đi tính đàn hồi cao.
Do loại polyme vẫn giữ được bản chất của nó nên nhũ tương cũng có nhiệt độ chuyển thủy tinh, đây là chỉ số về độ cứng của màng phủ do nhũ tương polyme tạo thành. Nhũ tương có nhiệt độ chuyển thủy tinh cao có lớp phủ có độ cứng cao, độ bóng cao, khả năng chống bám bẩn tốt và không dễ bị ô nhiễm, các tính chất cơ học khác của nó cũng tốt hơn tương ứng. Tuy nhiên, nhiệt độ chuyển thủy tinh và nhiệt độ tạo màng tối thiểu của nó cũng cao, điều này gây ra một số khó khăn khi sử dụng ở nhiệt độ thấp. Đây là một mâu thuẫn và khi nhũ tương polyme đạt đến một nhiệt độ chuyển thủy tinh nhất định, nhiều tính chất của nó sẽ thay đổi đáng kể, do đó phải kiểm soát nhiệt độ chuyển thủy tinh thích hợp. Đối với vữa biến tính polyme, nhiệt độ chuyển thủy tinh càng cao thì cường độ nén của vữa biến tính càng cao. Nhiệt độ chuyển thủy tinh càng thấp thì hiệu suất nhiệt độ thấp của vữa biến tính càng tốt.
Định nghĩa nhiệt độ tạo màng tối thiểu
Nhiệt độ tạo màng tối thiểu là một yếu tố quan trọngchỉ số vữa trộn khô
MFFT là nhiệt độ tối thiểu mà tại đó các hạt polymer trong nhũ tương có đủ độ linh động để kết tụ với nhau tạo thành màng liên tục. Trong quá trình nhũ tương polymer tạo thành màng phủ liên tục, các hạt polymer phải được sắp xếp chặt chẽ. Do đó, ngoài việc nhũ tương phân tán tốt, điều kiện để hình thành màng liên tục còn bao gồm cả sự biến dạng của các hạt polymer. Tức là, khi áp suất mao dẫn của nước tạo ra áp suất đáng kể giữa các hạt hình cầu, các hạt hình cầu càng gần nhau thì áp suất tăng càng lớn.
Khi các hạt tiếp xúc với nhau, áp suất do nước bay hơi tạo ra buộc các hạt phải bị ép và biến dạng để liên kết với nhau tạo thành màng phủ. Rõ ràng, đối với nhũ tương có tác nhân tương đối cứng, hầu hết các hạt polyme là nhựa nhiệt dẻo, nhiệt độ càng thấp thì độ cứng càng lớn và càng khó biến dạng, do đó tồn tại vấn đề về nhiệt độ tạo màng tối thiểu. Tức là, dưới một nhiệt độ nhất định, sau khi nước trong nhũ tương bay hơi, các hạt polyme vẫn ở trạng thái rời rạc và không thể tích hợp. Do đó, nhũ tương không thể tạo thành lớp phủ đồng nhất liên tục do nước bay hơi; và trên nhiệt độ cụ thể này, khi nước bay hơi, các phân tử trong mỗi hạt polyme sẽ thâm nhập, khuếch tán, biến dạng và kết tụ để tạo thành màng trong suốt liên tục. Giới hạn nhiệt độ dưới mà màng có thể hình thành này được gọi là nhiệt độ tạo màng tối thiểu.
MFFT là một chỉ số quan trọng củanhũ tương polyme, và việc sử dụng nhũ tương trong mùa nhiệt độ thấp đặc biệt quan trọng. Thực hiện các biện pháp thích hợp có thể giúp nhũ tương polyme đạt được nhiệt độ tạo màng tối thiểu đáp ứng yêu cầu sử dụng. Ví dụ, việc thêm chất hóa dẻo vào nhũ tương có thể làm mềm polyme và giảm đáng kể nhiệt độ tạo màng tối thiểu của nhũ tương, hoặc điều chỉnh nhiệt độ tạo màng tối thiểu. Nhũ tương polyme cao hơn sử dụng các chất phụ gia, v.v.
MFFT của LongouBột cao su tái phân tán VAEthường nằm trong khoảng từ 0°C đến 10°C, phổ biến hơn là 5°C. Ở nhiệt độ này,bột polymetạo thành một lớp màng liên tục. Ngược lại, dưới nhiệt độ này, lớp màng bột polymer tái phân tán không còn liên tục và bị vỡ. Do đó, nhiệt độ tạo màng tối thiểu là một chỉ số thể hiện nhiệt độ thi công của công trình. Nhìn chung, nhiệt độ tạo màng tối thiểu càng thấp thì khả năng thi công càng tốt.
Sự khác biệt giữa Tg và MFFT
1. Nhiệt độ chuyển thủy tinh, nhiệt độ mà một chất bắt đầu mềm. Chủ yếu đề cập đến nhiệt độ mà polyme vô định hình bắt đầu mềm. Nó không chỉ liên quan đến cấu trúc của polyme mà còn liên quan đến trọng lượng phân tử của nó.
2. Điểm làm mềm
Tùy thuộc vào các lực chuyển động khác nhau của polyme, hầu hết các vật liệu polyme thường có thể ở bốn trạng thái vật lý (hay trạng thái cơ học) sau: trạng thái thủy tinh, trạng thái nhớt đàn hồi, trạng thái đàn hồi cao (trạng thái cao su) và trạng thái chảy nhớt. Chuyển pha thủy tinh là quá trình chuyển pha giữa trạng thái đàn hồi cao và trạng thái thủy tinh. Xét về cấu trúc phân tử, nhiệt độ chuyển pha thủy tinh là hiện tượng giãn nở của phần vô định hình của polyme từ trạng thái đông đặc sang trạng thái rã đông, không giống như pha. Có nhiệt chuyển pha trong quá trình chuyển pha, do đó đây là chuyển pha thứ cấp (gọi là chuyển pha sơ cấp trong cơ học động lực học polyme). Dưới nhiệt độ chuyển pha thủy tinh, polyme ở trạng thái thủy tinh, và các chuỗi và phân tử không thể di chuyển. Chỉ các nguyên tử (hoặc nhóm) cấu thành phân tử dao động tại vị trí cân bằng của chúng; trong khi ở nhiệt độ chuyển pha thủy tinh, mặc dù các chuỗi phân tử không thể di chuyển, nhưng các phân tử bắt đầu di chuyển, thể hiện tính chất đàn hồi cao. Nếu nhiệt độ tăng trở lại, toàn bộ chuỗi phân tử sẽ di chuyển và thể hiện tính chất chảy nhớt. Nhiệt độ chuyển pha thủy tinh (Tg) là một tính chất vật lý quan trọng của polyme vô định hình.
Nhiệt độ chuyển thủy tinh là một trong những nhiệt độ đặc trưng của polyme. Lấy nhiệt độ chuyển thủy tinh làm ranh giới, polyme thể hiện các tính chất vật lý khác nhau: dưới nhiệt độ chuyển thủy tinh, vật liệu polyme là nhựa; trên nhiệt độ chuyển thủy tinh, vật liệu polyme là cao su. Từ góc độ ứng dụng kỹ thuật, giới hạn trên của nhiệt độ chuyển thủy tinh của nhựa kỹ thuật là giới hạn dưới của cao su hoặc elastomer.
Thời gian đăng: 04-01-2024