Полимерлердин айнек өтүү температурасына, эрүү температурасына жана илешкектүү агым температурасына таасир этүүчү факторлор

Полимерлердин айнек өтүү температурасы (Tg), эрүү температурасы (Tm) (кристаллдык полимерлер үчүн) жана илешкек агым температурасы (Tf) (кристаллдык эмес полимерлер үчүн) маанилүү температуралык параметрлер болуп саналат. Tg полимердин иштөө температурасын аныктайт, ал эми Tm жана Tf полимердин иштетүү температурасын аныктайт. Полимердин Tg, Tm жана Tf маанилерине таасир этүүчү көптөгөн факторлор бар.

Полимердин түзүлүшүнүн жана касиеттеринин таасири

I. Чынжыр түзүлүшү

(1) Негизги чынжыр. Негизги чынжырда фенил, бифенил топтору жана конъюгацияланган кош байланыштар сыяктуу катуу топтордун кириши чынжырдын катуулугун жогорулатат, ал эми Tg, Tm жана Tf баары жогорулайт; негизги чынжырда эфир байланыштарынын жана обочолонгон кош байланыштардын кириши чынжырды ийкемдүү кылат, ал эми Tg, Tm жана Tf баары азаят.

(2) Каптал топтор. Каптал топ катуу топ болгондо, каптал топтун көлөмү чоңойгон сайын чынжырдын ийкемдүүлүгү азаят жана Tg, Tm жана Tf баары көбөйөт; каптал топ (же каптал чынжыр) ийкемдүү топ (же ийкемдүү чынжыр) болгондо, каптал топ (чынжыр) канчалык чоң болсо, ийкемдүүлүк ошончолук жакшы болот, анда бүтүндөй молекулярдык чынжырдын ийкемдүүлүгү жакшыраак болот жана Tg, Tm жана Tf баары азаят.

(1) жана (2) айкалышы чынжырдын катуулугун жогорулаткан бардык чынжырдын түзүлүш факторлору Tg, Tm жана Tf маанилерин жогорулата аларын, ал эми чынжырдын ийкемдүүлүгүн жогорулаткан бардык чынжырдын түзүлүш факторлору Tg, Tm жана Tf маанилерин төмөндөтө аларын көрсөтүп турат.

II. Молекулалар аралык күчтөр
Молекулярдык чынжырдагы полярдык топтордун ортосундагы күчтүү өз ара аракеттенүүлөр жана күчтүү молекулалар аралык күчтөр менен полярдык полимерлер полярдык эмес полимерлердин тиешелүү маанилерине караганда Tg, Tm жана Tf маанилерине ээ; жана Tg, Tm жана Tf маанилеринин баары молекулалар аралык күчтөрдүн көбөйүшү менен жогорулайт.

III. Молекулярдык салмак
Tm кристаллдашуу менен байланыштуу болгондуктан, жалпысынан алганда, молекулярдык салмак Tmге анчалык деле таасир этпейт жана Tg да, Tf да молекулярдык салмактын жогорулашы менен көбөйөт. Tg үчүн бул тенденция төмөнкү молекулярдык салмактарда көбүрөөк байкалат, ал эми молекулярдык салмак белгилүү бир деңгээлге жеткенде Tg өтө жай өзгөрөт.

Молекулярдык салмактын Tfге тийгизген таасири Tgге караганда алда канча маанилүү. Себеби, молекулярдык салмактын Tgге тийгизген таасири чынжырдын учунун эффектине байланыштуу, ал системанын чынжырдын учунун курамы салыштырмалуу жогору болгондо гана көрсөтүлүшү мүмкүн, б.а. молекулярдык салмак салыштырмалуу төмөн болгондо; молекулярдык салмак белгилүү бир деңгээлде жогору болгондон жана чынжырдын учунун салмагы дээрлик жокко эсе болгондон кийин, анын Tgге тийгизген таасири анчалык маанилүү эмес.

Tf – бул бүтүндөй полимер чынжырынын масса борбору жылып кеткен критикалык температура, ал эми бүтүндөй чынжырдын кыймылы бардык чынжыр сегменттеринин биргелешкен кыймылы менен ишке ашат. Молекулярдык салмак канчалык жогору болсо, биргелешип кыймылдоо керек болгон чынжыр сегменттеринин саны ошончолук көп болот жана кыймыл учурунда жеңүү керек болгон сүрүлүү күчтөрү ошончолук көп болот жана Tf ошончолук жогору болот. Ошондуктан, Tf мааниси молекулярдык салмакка абдан көз каранды.

Тышкы факторлордун таасири

I. Кичинекей молекулалуу эрүүчү кошулмалар

Кээде ингредиенттерге кайра иштетүү касиеттерин жакшыртуу же продукцияга белгилүү бир көрүнүш берүү үчүн пластификаторлор же башка эрүүчү кошулмалар кошулат.полимерди калыптандыруу жана кайра иштетүүПолимерлердин учурунда бул кичинекей молекулалар суюлткучтарга барабар жана алар полимердин Tg, Tm жана Tf көлөмүн азайтат.

II. Тышкы күчтөр

Бир багыттуу тышкы күчтөр чынжыр сегменттерине түртүүчү таасир этет, ошондуктан тышкы күчтөрдүн көбөйүшү Tg жана Tfти төмөндөтүшү мүмкүн. Тышкы күчтүн узактыгын көбөйтүү молекулалардын тышкы күчтүн багыты боюнча кыймылына да өбөлгө түзөт, бул да Tfти төмөндөтөт. Басымдын жогорулашы эркин көлөмдү азайтып, Tg жана Tfти көбөйтөт.

Тышкы күчтөрдүн Tmге тийгизген таасири төмөнкүдөй: полимер тартылуу күчтөрүнүн астында кристаллдашканда, кристаллдашуу жөндөмү жогорулайт, кристаллдуулук даражасын жана ошондой эле кристаллдардын эрүү температурасын жогорулатат, б.а. Tm жогорулайт; басым астында кристаллдашуу пластинанын калыңдыгын жогорулатат, бул кристаллдын кемчиликсиздигин жогорулатат, ошондой эле Tmди жогорулатат.

III. Сыноо ылдамдыгы

Бул температура сыноосунун негизинде алынган сыноо маанисинин чоңдугу жагынан алганда. Полимер чынжырларынын кыймылы релаксация процесси болгондуктан жана убакытка көз каранды болгондуктан, Tg сыноо мааниси менен эксперименталдык убакыт шкаланын ортосунда байланыш бар: жылытуу ылдамдыгынын же динамикалык эксперименттердин жыштыгынын жогорулашы Tg көбөйөт. Tf үчүн да ушундай, ал эми Tm үчүн тескерисинче. Tm маанилерин сыноодо, эгерде температура жай көтөрүлсө, алгач кемчиликтүү бүртүкчөлөрдү эритип, андан кийин бир аз жогорку температурада кемчиликсиз жана туруктуу кристаллдарга кайра кристаллдаштырса болот. Акыркы "эрүү температурасы" деп аталган нерсе - бул бардык кемчиликсиз кристаллдардын эриген температурасы жана температуранын тез көтөрүлүшүндө өлчөнгөн мааниден жогору болот.