Список тематических статей

Температура стеклования

Понятие и общие сведения

Температурой стеклования полимеров (англ. - glass-transitiontemperature) называется значение температурная точка, при охлаждении до которой высокомолекулярное соединение переходит в стеклообразное состояние. Температура стеклования является достаточно условной величиной, в связи с тем, что фазовая трансформация из состояний вязкой текучести или высокоэластического состояния в стеклообразное (т.е. непосредственно процесс стеклования) обычно происходит в определенном интервале, составляющем обычно несколько градусов. Кроме того, значение этого параметра находится в зависимости от скорости изменения температуры и методики измерения температуры стеклования.

Значение температуры стеклования каждого конкретного полимера зависит от его химической природы, положения атомов и групп в составе макромолекули их взаимного расположения в пространстве. Сравнительно невысокие значения таких температур имеют неполярные полимеры, имеющие гибкие макромолекулярные цепи, склонные к стеклованию. И напротив – самыми высокими значениями обладают полярные полимеры, имеющие жесткие цепи макромолекул. Для полимерных материалов высокой степени кристаллизации не устанавливают четкого значения температуры стеклования, ввиду как раз наличия большого объема кристаллической фазы.

Ниже приведены примерные величины температур стеклования для некоторых наиболее распространенных полимеров.

- Полиэтилен высокого давления (низкой плотности), -120 градусов С.

- Полиэтилен низкого давления (высокой плотности), -80.

- Полипропилен гомополимер, -10.

- Полистирол различных марок, около 100.

- Поливинилхлорид,   80.

- Поликарбонат, 150.

- ПММА, 100.

- Полиэтилентерефталат, 70.

- Натуральный каучук, -70.

- Бутилкаучук, -70.

- Полиамид 6, 50.

Нужно отметить, что у некоторых полимеров, значение температуры стеклования находится в диапазоне выше температуры разложения. Это относится, например к целлюлозе, ее ацетату и нитрату, полиакрилонитрилу.

Особенности

Температура стеклования у полимеров невысоких молекулярных масс, как правило, растет при возрастании самой молекулярной массы. После же ее достижения значения массы сегмента молекулы полимера, температура стеклования далее не зависит от изменения молекулярной массы.

Добавление в полимерную систему пластификаторов обычно, но не всегда, понижает температуру стеклования. При наполнении полимеров температура стеклования, как правило повышается при больших объемах наполнителя и может снижаться при невысоких степенях наполнения.

Применение

Температура стеклования является одним из важнейших свойств любого полимера, определяющих возможность и режимы его переработки тем или иным методом. Температура стеклования по сути является верхней точкой интервала теплостойкости для пластических масс и нижней точкой морозостойкости для эластомеров. При этой температуре происходит радикальное изменения свойств полимерного материала.