دمای انتقال شیشه ای بستگی به تحرک و انعطاف پذیری زنجیره پلیمری (سهولتِ بخش زنجیره ای برای چرخش در طول زنجیره اصلی) دارد.
اگر زنجیره پلیمری بتواند به راحتی حرکت کند، حالت شیشه ای می تواند به حالت لاستیکی تبدیل شود، ولی اگر به هر علتی چرخش زنجیره ها با مقاومتی روبرو شود؛ برای خروج از حالت شیشه ای به دمای بیش تری نیاز داشته و دمای شیشه ای افزایش می یابد.
اکنون به بررسی برخی از پارامتر های مؤثر بر این دما می پردازیم:
1) نیروهای بین مولکولی:
نیروهای بین مولکولی قوی دمای انتقال شیشه ای را افزایش می دهد؛ به عنوان مثال دمای انتقال شیشه ای در PVC (Tg= 80 C) با توجه به نیروی بین مولکولی قوی تر نسبت به پلی پروپیلن، با انتقال شیشه ای (Tg= -180 C)، بسیار بالاتر است.
دلیل قوی بودن پیوند بین مولکولی PVC، وجود پیوند دوقطبی-دوقطبی C-Cl است.
2) سختی زنجیره اصلی:
وجود گروه های سنگین از نظر وزن مولکولی در زنجیره اصلی باعث افزایش نقطه انتقال شیشه ای می شود؛ چرا که انعطاف پذیری زنجیره را کاهش می دهد.
به عنوان مثال، پلی اتیلن ترفتالات (Tg=69 C) به دلیل دارا بودن حلقه بنزنی، دمای انتقال شیشه ای بالاتری نسبت به پلی اتیلن آدیپات (Tg=-70 C) دارد.
3) پیوند شبکه ای (Cross Link):
پیوند متقابل بین زنجیره ها، حرکت و چرخش را محدود می کند؛ بنابراین دمای انتقال شیشه ای افزایش می یابد.
از این رو پلیمرهایی که پیوند متقابل دارند، نقطه انتقال شیشه ای بالاتری خواهند داشت.
به عنوان مثال دمای انتقال شیشه ای HDPE با پیوند متقابل (پیوند شبکه ای)، در ماکزیمم حالت خود، 125 درجه سانتی گراد است که به دمای ذوب این پلیمر در حالت خام بسیار نزدیک است.
حال آن که بدون وجود پیوند متقابل، این دما به 90- درجه سانتی گراد می رسد.
4) گروه متصل به زنجیره اصلی:
گروه های متصل به زنجیره اصلی، بسته به ماهیتشان می توانند دمای انتقال شیشه ای را کاهش یا افزایش دهند.
اثر این گروه ها را می توان در دو دسته بندی کلی بررسی کرد:
گروه متصل بالکی:
وجود گروه بالکی در زنجیره اصلی مانند حلقه بنزن می تواند حرکت زنجیره اصلی را برای چرخش با مشکل مواجه کند و دمای انتقال شیشه ای را افزایش دهد.
اثر وجود گروه بالکی بر دمای انتقال شیشه ای:
گروه متصل انعطاف پذیر:
وجود گروه منعطف در زنجیره اصلی، به عنوان مثال زنجیره آلیفاتیک، باعث حرکت آسان تر زنجیره اصلی می شود؛ چرا که برای چرخش زنجیره فضا اضافه می کند.
در این حالت دمای انتقال شیشه ای کاهش می یابد.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
