دمای انتقال شیشه ای (Tg)

حداقل دمایی که در آن در کنفورماسیون پلیمر تغییر ایجاد می شود دمای انتقال شیشه ای یا Tg می نامند. شکل فضایی زنجیره های یک پلیمر را اصطلاحا کنفورماسیون می نامند. مثلا دمای انتقال شیشه ای برای کائوچو منفی ۷۰ درجه است که بدین معنی است که در زیر این دما پلیمر بشکل جامد است و در بالای این دما منعطف است.

اگر پلیمری را از دمای بالاتر از  Tg سرد کنیم این پلیمر هنگام رسیدن به دمای Tg از حالت نرم به حالتی شکننده و سخت و شیشه ای می رسد. برعکس اگر آنرا از زیر دمای Tg حرارت دهند هنگام رسیدن به دمای Tg از حالت شیشه ای به حالت نرم لاستیکی انتقال می یابد.

پلیمرهای کریستالی که دارای زنجیره های متقارن بوده و ایجاد ساختار منظم می کنند، شبکه کریستالی ایجاد می کنند. اگر درجه کریستالیتی بیشتر از ۸۵ % باشد پلیمر را جزء پلیمرهای کریستاین و اگر کمتر از ۱۰% باشد پلیمر آمورف است. وجود بخش های کریستالین باعث جلوگیری از چرخش زنجیره های پلیمری دارای ساختار کریستالی می شود و به همین علت Tg بیشتری نسبت به پلیمرهای آمورف دارند. تمام پلیمرهای آمورف و شبه کریستالین دارای Tg هستند. اما در پلیمرهای دارای کریستالیتی دمای ذوب Tm نیز وجود دارد که از آن دما به بعد پلیمر حالت روان دارد.

 

ساختار پلیمرهای بلورین شامل مناطقی منظم و نواحی آمورف است. با حرارت دادن ماده، گرچه جنش مولکولی افزایش می یابد اما ماده کماکان نسبتا سخت باقی می ماند زیرا نیروهای قوی بین مولکولی متراکم و درهم رفته آنرا بصورت نسبتا سخت حفظ می کنند. هنگامیکه پلاستیک های بلورین را سرد می کنیم بدلیل برخورداری از مناطق نامنظم شیشه ای شدن را نشان می دهند. مثلا PP در دمای اتاق صلب و چقرمه است، البته نه به این دلیل که در زیر دمای شیشه ای خود قرار دارند بلکه به علت وجود نیروهای قوی بین ملکولی در ناحیه بلوری خود دارای چنین خاصیتی است. هنگامی که دما به پایین تر از منفی ۱۰ درجه سانتی گراد کاهش می یابد، PP بصورت شکننده در می آید، زیرا قسمت های آمورف آن زیر Tg مربوط به خود قرار می گیرند.

دمای شیشه ای پلیمرها مطابق استاندارد ASTM E1356 اندازه گیری می شود.

محصولات