전이 온도 (Tg)는 무엇입니까?
유리 전이 온도 (Tg)는 중합체가 단단하고 유리 같은 국가에서 연약하고 고무 같은 것에 이동하는 점을 나타납니다. Tg의 위, 중합체는 가동 가능하게 되고 약간 교류 특성을 보여줍니다. 이 온도의 밑에, 그들은 더 엄밀하고 보다 적게 유연한 입니다.
TG에 영향을 미치는 요인
몇몇 요인은 중합체에 있는 Tg를 좌우할 수 있습니다.
분자량은 중요한 요인입니다; 더 높은 분자량은 수시로 더 높은 Tg 가치로 이끌어 냅니다. 분자간 힘은 또한 역할을 합니다. 더 강한 힘은 Tg를 올리는 중합체 사슬을 위해 움직이는 것을 어렵게 합니다.
가소제는 Tg를 낮추기 위해 추가 할 수 있습니다. 그들은 체인이 서로 과거로 미끄러지는 것을 더 쉽게 만듭니다. 반면에, 충전제를 추가하면 움직임을 제한함으로써 Tg를 증가시킬 수 있습니다. 열 이력도 중요합니다. 폴리머가 여러 번 가열되고 냉각되면 Tg가 바뀔 수 있습니다.
녹는 온도 (Tm)는 무엇입니까?
당신이 중합체를 가열할 때, 크리스탈 지구는 고체에서 액체 국가에 돕니다. 이 녹는 과정은 녹는 온도 (Tm)에 일어납니다. 이 온도는 중합체 내의 결정 구조 그리고 결합 강도 때문에 물자 중 다릅니다. 크리스탈 중합체에서는, 이 본은 예리한 융해점의 결과로 더, 주문됩니다.
분자량 및 구조의 영향
중합체의 분자량은 매우 그것의 녹는 온도에 충격을 가합니다. 고분자 중량을 가진 중합체에는 보통 더 높은 Tm가 있습니다. 이유는 더 중대한 분자량이 사슬 얽힘을 증가해, 사슬이 움직이고 녹는 것을 열심히 하.
분자 구조는 또한 역할을 합니다. 선형 중합체는 바싹 포장한 사슬 때문에 분지한 그들 보다는 더 명백한 Tm를 비치할지도 모릅니다. 수정같은 완벽 및 사슬 줄맞춤은 더 높은 온도에 지도하는 더 나은 줄맞춤과 더불어 Tm에, 역시 영향을 미칩니다.
Tg와 Tm의 차이
| 회사연혁 | 유리 전이 온도 (Tg) | 녹는 온도 (Tm) |
|---|---|---|
| 변화의 종류 | 상 변화 없이 진행되는 이차 전이로, 물리적 특성만 변합니다. | 고체에서 액체로 바뀌는 첫 번째 상전이 |
| 물자 유형 | 비정질 및 반결정 재료에서만 발생합니다. | 결정 재료에서 발생 |
| 상태 변경 | 변화 단계 없는 고무 국가에 유리제 국가 | 고체 위상에서 액체 위상으로 |
| 분자 구조 | 분자 배열에 있는 변화 없음; 무조직 남아 있습니다 | 결정 구조의 완전한 분해 |
| 가역성 | 완전히 뒤집을 수 있는 프로세스 | 뒤집을 수 있는 단계 변화 |
| 공급 능력: | 일반적으로 Tm보다 낮은 온도에서 발생합니다. | 일반적으로 TG보다 높음 |
| 영향 요인 들 | – 고분자의 화학적 구조 – 분자량 – 가소제 함량 – 유연성 | – 압력 – 화학 접합 – 분자의 모양과 크기 – 분자 패킹 |
| 측정 방법 | 차등 스캔 열량을 사용하여 일반적으로 측정 | 특정 압력에서 측정(보통 표준 압력) |
| 산업적 중요성 | 폴리머 가공 및 응용 분야의 중요성 | 재료 선택 및 가공에 중요함 |
| 물리적 상태 | 물자는 단단하게 남아 있고 그러나 가동 가능한/고무가 됩니다 | 재료가 액체로 완전히 변환됨 |
| 에너지 변화 | 점진적 연화 포함 | 완전한 위상 변환을 포함 |
| 애플리케이션 영향 | 재료의 유연성 및 가공 조건 결정 | 재료의 내열성 및 가공 한계를 결정합니다. |
| 가열 속도에 따라 다름 | 가열 속도 변화에 더 민감함 | 난방 속도 변화에 덜 민감함 |
Tg와 Tm이 폴리머 카테고리를 정의하는 방법
열가소성 수지 대 열가소성 수지: Tg와 Tm은 이러한 범주를 구별하는 데 도움이됩니다. 열가소성 수지는 Tg와 Tm을 모두 가지고 있으며 가열시 여러 번 다시 형성 될 수 있습니다. 그러나 열가소성 수지는 고온에서 교차 연결을 통해 냉각 될 때 모양을 설정합니다. 그들은 녹지 않기 때문에 Tg이지만 전형적인 Tm을 나타내지 않습니다.
결정성 및 특성 : 결정성이 높은 폴리머는 명확하고 날카로운 Tm과 일반적으로 더 높은 기계적 강도를 가지고 있습니다. 높은 비정질 함량을 가진 폴리머는 눈에 띄는 Tg와 더 큰 유연성을 갖지만 구조적 강성은 낮습니다.
금형 제작의 TG 및 TM
유리 전이 온도 (Tg) 및 용융 온도 (Tm)는 사출 성형 및 금형 다이 캐스팅 공정에서 중요한 매개 변수로, 가공 조건 및 최종 제품의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 가공 온도가 Tg 미만인 경우 폴리머는 단단하고 부서지기 쉽기 때문에 성형 공정 중에 유연성이 제한되고 골절 위험이 높아집니다. 이로 인해 균열이나 금형 캐비티의 불완전한 충진과 같은 결함이 발생하여 궁극적으로 금형의 무결성이 손상 될 수 있습니다.
반면, Tm은 폴리머를 완전히 녹이는 데 필요한 최대 온도를 설정하여 재료가 몰드 캐비티로 제대로 흐를 수 있도록 합니다. 온도가 Tm을 초과하면 폴리머가 분해되거나 분해되어 최종 제품의 재료 특성 및 결함이 저하될 수 있습니다.
가공 온도가 Tg에 가깝거나 초과하면 재료 특성이 크게 변할 수 있습니다. 폴리머는 더 유연 해져서 깨지지 않고 더 나은 변형을 허용하여 흐름 특성을 향상시키고 복잡한 금형 설계의 작성을 용이하게합니다. 그러나 고온은 또한 열 산화 또는 체인 섬광과 같은 새로운 분해 메커니즘을 도입 할 수있어 기계적 강도 및 열 안정성을 포함하여 성형 부품의 전반적인 품질에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다.
Tg와 Tm의 효과는 가공 온도를 넘어서 성형 작업의 냉각 및 사이클 시간에 영향을 미칩니다. 온도가 냉각되는 동안 Tg에 접근함에 따라 재료는 고무 상태에서 유리 상태로 전환되어 냉각 속도와 사이클 시간에 영향을 줄 수 있습니다. 냉각이 너무 빠르면 최종 제품에 내부 응력이나 뒤틀림이 발생할 수 있습니다. 반대로 냉각 시간이 연장되면 기계적 특성이 결정화되어 반결정화 될 수 있습니다.
또한 Tg 및 Tm은 열전도도, 광학 선명도 및 기계적 성능을 포함하여 가공 중에 다양한 재료 특성에 영향을 미칩니다. 예를 들어, Tg보다 높은 Tg로 가공된 폴리머는 성형 중에 가해지는 응력을 더 잘 수용할 수 있기 때문에 일반적으로 열 및 기계적 특성이 향상됩니다. 이는 최종 제품이 기계적 부하 또는 열 순환의 영향을 받는 응용 분야에서 특히 중요합니다.
Tg와 Tm에 의해 좌우된 중요한 가공 모수는 복합 재료에 있는 주입 흐름율, 형 벽 온도, 패킹 압력 및 섬유 오리엔테이션을 포함합니다. 이 모수는 주의깊게 적당한 물자 교류를 지키고, 원한 유형 자산을 유지하고, 일관된 부분 질을 달성하기 위하여 통제되어야 합니다. 예를 들면, 최선 주입 흐름율은 짧은 탄 과량 섬광과 같은 결점을 일으키는 원인이 되기 없이 형을 효과적으로 채우기 위하여 필요합니다.
신뢰성 고려 사항은 또한 온도 제어의 중요성을 강조합니다. 가공 중 TG를 초과하면 취성 증가 또는 충격 저항 감소와 같은 새로운 고장 메커니즘이 도입되어 성형 부품의 전기적 및 기계적 특성에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다. 이로 인해 특히 까다로운 응용 분야에서 최종 제품의 장기적인 신뢰성과 성능에 영향을 미칩니다.
일반적인 플라스틱 사출 성형 물자의 Tg
다음 표에는 다양한 플라스틱 사출 성형 재료에 대한 섭씨 온도의 유리 전이 온도(Tg)가 나와 있습니다.
| 재료 | 온도 (°C) |
|---|---|
| 범용 폴리스티렌 (GPPS) | 100 |
| 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) | -120 |
| 액정 폴리머 (LCP) | 120 |
| 액체 실리콘 고무 (LSR) | -125 |
| 폴리카보네이트 (PC) | 145 |
| 폴리 에테르 케톤 (PEEK) | 140 |
| 폴리에테르이미드 (PEI) | 210 |
| 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA) | 90 |
| 폴리 프로필렌 (활성) (PP) | -20 |
| 폴리 페닐 렌 술폰 (PPSU) | 90 |
| 폴리설폰 (PSU) | 190 |
| Syndiotactic 폴리스티렌 (SPS) | 100 |
일반적인 사출 성형 물자의 Tm
| 재료 | 온도 (°C) |
|---|---|
| 폴리에틸렌 (PE) | 120-130 |
| 폴리프로필렌 (PP) | 160-170 |
| 폴리 염화 비닐 (PVC) | 75-105 |
| 폴리스티렌 (PS) | 240 |
| 폴리카보네이트 (PC) | 260 |
| 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS) | 220-240 |
| 나일론 6 (폴리아미드 6) | 220 |
| 나일론 66 (폴리아미드 66) | 260 |
| 폴리 에테르 케톤 (PEEK) | 343 |
| 액정 폴리머 (LCP) | 350-400 |
| 열가소성 엘라스토머 (TPE) | 230-260 |
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