Các phương pháp xác
định nhiệt độ chuyển thủy tinh (phần 1)
Phép đo sự giãn nở. Phép đo thể tích hoặc kích thước tuyến tính là phương pháp truyền thống và tin cậy để phát hiện sự chuyển thủy tinh của vật liệu đàn hồi, được đề nghị bởi Wood và Bekkedahl khi được áp dụng cho cao su thiên nhiên. Giá trị Tg được xác định ở nhiệt độ tương ứng với điểm giao của các đoạn tuyến tính của đường cong mô tả sự thay đổi thể tích hoặc kích thước tuyến tính của một mẫu thử nghiệm vật liệu đàn hồi khi thay đổi nhiệt độ. Hình bên dưới mô tả sự phụ thuộc vào nhiệt độ của sự thay đổi kích thước tuyến tính Δl cho cao su đã lưu hóa với thành phần 1.4-cis-polybutadiene 92% (1), 96% (2), vận tốc làm lạnh v = 5oC/phút.
Phép đo sự giãn nở. Phép đo thể tích hoặc kích thước tuyến tính là phương pháp truyền thống và tin cậy để phát hiện sự chuyển thủy tinh của vật liệu đàn hồi, được đề nghị bởi Wood và Bekkedahl khi được áp dụng cho cao su thiên nhiên. Giá trị Tg được xác định ở nhiệt độ tương ứng với điểm giao của các đoạn tuyến tính của đường cong mô tả sự thay đổi thể tích hoặc kích thước tuyến tính của một mẫu thử nghiệm vật liệu đàn hồi khi thay đổi nhiệt độ. Hình bên dưới mô tả sự phụ thuộc vào nhiệt độ của sự thay đổi kích thước tuyến tính Δl cho cao su đã lưu hóa với thành phần 1.4-cis-polybutadiene 92% (1), 96% (2), vận tốc làm lạnh v = 5oC/phút.
Giá trị Tg là nhiệt độ mà tại đó hệ số giãn
nở nhiệt khối (β) hoặc hệ số giãn nở nhiệt dài (α) trải qua một thay đổi bước
nhảy. Giá trị của Tg được xác định trong phương pháp này phụ thuộc vào vận tốc
thay đổi nhiệt độ.
Rubber company / Đệm teplon chống mài mòn |
Phép đo nhiệt lượng.
Hệ số góc của đường cong nhiệt
hàm-nhiệt độ cũng thay đổi ở Tg, vì vậy một bước nhảy của nhiệt dung riêng (ΔCp)
cũng quan sát được khi chuyển từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái giống cao
su. Bước nhảy của nhiệt dung riêng ở trạng thái chuyển thủy tinh có thể thấy
trên giản đồ nhiệt được ghi nhận bởi nhiệt lượng kế quét (DCS). Giá trị của Tg
được xác định bằng phương pháp này cũng phụ thuộc vào tốc độ làm lạnh và gia
nhiệt. Hình dạng và độ rộng của bước nhảy nhiệt dung riêng ở Tg cũng đặc trưng
cho các tính chất của vật liệu đàn hồi trong vùng chuyển thủy
tinh.
Ngoài ra, các phương pháp khác
như:
Phép đo các tính chất
điện: sự thay đổi độ dẫn điện riêng
theo nhiệt độ cũng có thể phục vụ như một phương pháp xác định
Tg.
Phát quang nhiệt phóng
xạ (Radiothermoluminescence): đo mật độ
phát quang trong khi gia nhiệt polymer được chiếu xạ ở trạng thái thủy tinh và
ghi nhận sự thay đổi khi chuyển sang trạng thái giống cao su, hiệu quả cho các
vật liệu đàn hồi ít phân cực.
Cộng hưởng từ hạt nhân
(Nuclear magnetic resonance): ghi lại
sự thay đổi chuyển động của các đoạn chuỗi trong vùng chuyển thủy
tinh.
Cộng hưởng thuận từ
electron (Electron paramagnetic resonance): xác định Tg dựa trên sự thay đổi chuyển động của các
gốc tự do được đánh dấu khi chuyển tiếp polymer từ trạng thái thủy tinh sang
trạng thái giống cao su.
Sắc ký
(Chromatography): dựa trên sự thay đổi
của các đặc trưng khuếch tán của polmer khi chuyển tiếp từ trạng thái thủy tinh
thành trạng thái giống cao su.
Tham khảo từ tài liệu
Low-Temperature Behaviour of
Elastomers, M.F. Bukhina, S.K. Kurlyand, CRC Press, 2007, trang 11 -
15
(vtp-vlab-caosuviet)
Tag: chuyển thủy tinh, vật liệu đàn
hồiVietrubber company - Con lăn cao su tổng
hợp Cao su Việt: chỗ làm cao su chấp nhận đơn hàng một cái. |