Список тематических статей

СТЕКЛОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРА

Понятие и общие сведения

Стеклованием называется процесс перехода полимеров, реже других веществ в стеклообразное состояние. В этом состоянии материал имеет свойства твердого тела. Само состояние стеклования из всех полимеров характерно только для высокомолекулярных соединений с аморфной структурой или для соединений, не успевающих закристаллизоваться при снижении температуры.

Температурой стеклования называется точка, при достижении которой вещество переходит в стеклообразное состояние. То есть при этой температуре полимерный материал охлаждаясь из высокоэластичного состояния становится твердым и приобретает характерную хрупкость. Среди прочих температура стеклования – это один из главных параметров, характеризующих тот или иной полимер.

Так как переход в стеклообразное состояние происходит не моментально, то точно определенные величины температур, при которых происходит стеклование, находятся в зависимости от скорости охлаждения материалов и методики определения.

Различная температура стеклования у полимеров и их разновидностей зависит от размеров макромолекул, химического состава функциональных групп, физических свойств полимера и наличием в цепи боковых групп и разветвлений цепи.

Рис.1. Фазовые состояния  

Определение

Температура стеклования определяется как температура, при которой материал приобретает высокую вязкость, порядка от 100 до 1000 ГПа·с. При этом значение модуля упругости материала находится в диапазоне выше 1 ГПа.

Числовые значения температур стеклования устанавливают следующими методами:

1. 1. Дилатометрический. Показатель определяется по зависимостям величины объема образца от окружающих температур.

2. 2. Диэлектрический. Температуру стеклования находят по положению максимума диэлектрических потерь.

3. 3. Калориметрический. Значение определяется по величинам тепловых эффектов.

Одним из самых точных является разновидность третьего метода – дифференциально - сканирующая калориметрия. Методика заключается в непрерывной фиксации теплоемкости образца материала при его нагреве. В момент достижения температуры образца значения температуры стеклования значение его теплоемкости изменяется. Этот момент фиксируется и считается за искомую величину.

Кроме указанных существуют и другие методы определения температуры стеклования с той или иной точностью.  

Применение

Температура стеклования является важным параметром, определяющим эксплуатационные свойства прежде всего полимеров. Главные из них – это теплостойкость для пластиков и морозостойкость для эластомерных материалов.

Для реактопластов, в случае, если известна температура стеклования термореактивного связующего, то по фактическому значению этого параметра у сшитого образца можно понять завершена ли реакция отверждения или нет.