Download (3484Kb) - REAL-d

Download (3484Kb) - REAL-d Download (3484Kb) - REAL-d

real.d.mtak.hu
from real.d.mtak.hu More from this publisher
07.06.2013 Views

H,V Üveg Túlhűtött folyadék Tg2 Tg1 2. ábra - Kristályosodás vagy üvegátalakulás során bekövetkező térfogat- vagy entalpia-változás sémája különböző hőmérsékleteknél Tm – az elsőrendű kristályosodás hőmérséklete (olvadáspont), Tg1 – gyorsan hűtött rendszer Tg-je, Tg2 – lassan hűtött rendszer Tg-je. Üvegképző anyagoknál kristályosodás nem tud végbemenni, a túl gyors hűtés, valamint a kristályosodás számára kedvezőtlen molekula-méret és alak miatt. Nem látható diszkontinuitás a hűtési görbén Tm alatt, a rendszer túlhűtött folyadékot alkot. Ha az anyagot továbbhűtjük elérünk egy olyan ponthoz, ahol az anyag üvegállapotba “befagy”. Ennél a hőmérsékletnél a molekulák közötti kötések alapvetően megegyeznek a folyadék állapotban meglevőkkel, de a molekulák transzlációs és rotációs mozgásai jelentősen lecsökkennek, Tg alatt elsősorban a vibrációs mozgások játszanak szerepet. Az üvegátalakulás következésképpen a hőkapacitásban (Cp) bekövetkező lépcsőszerű változással jellemezhető, amely az entalpia hőmérséklet szerinti deriváltja ((∂H/∂T)p), mivel az átmenet a molekula-mobilitástól függ és a folyamathoz nem társul hőátadás. Kristály Tm Az üvegátalakulási hőmérséklet amorf polimerek vagy részben kristályos polimerek amorf régióinak sajátja, amikor kemény, törékeny, üvegszerű állapotból viszkózus vagy kaucsuk-rugalmas állapotba alakulnak. A polimerek üvegátalakulási hőmérséklete DSC módszerrel követhető, mint a minta hőkapacitásában bekövetkező 6 Folyadék Hőmérséklet Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

lépcsőzetes növekedés, amely a polimerben lévő molekulák mozgásának fokozódása révén jön létre a felfűtés során [9-11]. A 3. ábra szemlélteti egy tipikus üvegátalakulási folyamat DSC-vel mért termogramját. Jól látható az üvegátalakulási folyamat során végbemenő hőkapacitás-változás. Cp Üvegszerű állapot Cp Tb T1 Tg T2 Te 3. ábra - A hőkapacitás változásának sémája az üvegátalakulást jellemző különböző paraméterek feltüntetésével A Tg a folyadék/kaucsuk-rugalmas és üvegállapot közötti átmenet hőkapacitás- különbségének felezőpontjához tartozó hőmérséklet. Az átalakulás kezdete Tb, annak extrapolált hőmérséklete T1. Hasonlóképpen az extrapolált végpont T2 és az átalakulás végét jelző hőmérséklet Te. A gyakorlatban a Tb és Te alkalmazása korlátozott, mivel az átmenet kezdetének és végének alapvonalból történő megkülönböztetése nehézkes. Az üvegátalakulási hőmérséklet csak ritkán határozható meg egy egyszerű fűtési ciklus alatt. Az üvegátalakulást gyakran elfedik egyéb, párhuzamosan zajló termikus változások. Ezek a változások korábbi termikus események maradványai. A zavaró termikus események eliminálhatók az általánosan alkalmazott Heat-Cool-Reheat (Felfűtés-Lehűtés-Ismételt felfűtés) mérési technikával. Az első fűtési ciklus szolgál a korábbi termikus események hatásainak kiküszöbölésére (pl. Az adszorbeált nedvesség eltávolításával a zavaró endoterm csúcs eltűnik a második fűtési ciklusra). Az első fűtési ciklus után a mintát lehűtjük, gyakran jelentősen szobahőmérséklet alá. A 7 Kaucsuk-rugalmas állapot Hőmérséklet Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

H,V<br />

Üveg<br />

Túlhűtött folyadék<br />

Tg2<br />

Tg1<br />

2. ábra - Kristályosodás vagy üvegátalakulás során bekövetkező térfogat- vagy<br />

entalpia-változás sémája különböző hőmérsékleteknél<br />

Tm – az elsőrendű kristályosodás hőmérséklete (olvadáspont),<br />

Tg1 – gyorsan hűtött rendszer Tg-je,<br />

Tg2 – lassan hűtött rendszer Tg-je.<br />

Üvegképző anyagoknál kristályosodás nem tud végbemenni, a túl gyors hűtés,<br />

valamint a kristályosodás számára kedvezőtlen molekula-méret és alak miatt. Nem<br />

látható diszkontinuitás a hűtési görbén Tm alatt, a rendszer túlhűtött folyadékot alkot.<br />

Ha az anyagot továbbhűtjük elérünk egy olyan ponthoz, ahol az anyag üvegállapotba<br />

“befagy”. Ennél a hőmérsékletnél a molekulák közötti kötések alapvetően<br />

megegyeznek a folyadék állapotban meglevőkkel, de a molekulák transzlációs és<br />

rotációs mozgásai jelentősen lecsökkennek, Tg alatt elsősorban a vibrációs mozgások<br />

játszanak szerepet. Az üvegátalakulás következésképpen a hőkapacitásban (Cp)<br />

bekövetkező lépcsőszerű változással jellemezhető, amely az entalpia hőmérséklet<br />

szerinti deriváltja ((∂H/∂T)p), mivel az átmenet a molekula-mobilitástól függ és a<br />

folyamathoz nem társul hőátadás.<br />

Kristály<br />

Tm<br />

Az üvegátalakulási hőmérséklet amorf polimerek vagy részben kristályos<br />

polimerek amorf régióinak sajátja, amikor kemény, törékeny, üvegszerű állapotból<br />

viszkózus vagy kaucsuk-rugalmas állapotba alakulnak. A polimerek üvegátalakulási<br />

hőmérséklete DSC módszerrel követhető, mint a minta hőkapacitásában bekövetkező<br />

6<br />

Folyadék<br />

Hőmérséklet<br />

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!