Một chất rắn kết tinh sẽ nóng chảy khi được
nung nóng và sự chuyên hóa trạng thái này được biết đến như là sự chuyển hóa
trật tự đầu tiên và nó đi cùng với một sự (bước) thay đổi không liên tục về khối
lượng riêng và hàm lượng nhiệt. Một sự chuyển hóa trật tự thứ hai là bước chuyển
mà các tính chất ban đầu không cho thấy rõ bước thay đổi nhưng tốc độ thay đổi
theo nhiệt độ của chúng sẽ thay đổi một cách bất ngờ. Điều đó được minh họa
trong hình 15.1. Các loại cao su thể hiện một nhiệt độ chuyển hóa như thế khi
chuyển từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái cao su.
Nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh (Tg) cũng được
biểu thị bởi sự thay đổi lớn về modulus. Khi nhiệt độ giảm xuống, vật liệu mất
dần các đặc tính giống cao su, qua trang thái dai như da gần nhiệt độ chuyển hóa
thủy tinh và trở thành một vật liệu thủy tinh cứng giòn. Những tính chất vật lý,
cơ học, nhiệt học và điện khác sẽ thay thay đổi theo mức độ khác nhau tại điểm
chuyển hóa này. Do đó, có một số các tính chất khác nhau có thể được theo dõi để
xác định nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh. Giữa tần số và nhiệt độ có sự phụ thuộc
lẫn nhau, khi tăng tần số thì sẽ tương đương với sự giảm nhiệt độ. Do đó, việc
xác định Tg sẽ phụ thuộc vào tần số của phép thử được dùng, một phép thử nhanh
sẽ đạt được một giá trị Tg lớn hơn so với một phép thử chậm. Hơn nữa, Tg xác
định được sẽ phụ thuộc vào tốc độ gia nhiệt hoặc làm lạnh nếu nhiệt độ thay đổi
liên tục và trong một vài trường hợp thì sự chuyển hóa dần dần được thấy nhiều
hơn so với một sự chuyển hóa nhanh chóng có tính lí tưởng như trong hình
15.1.
 |
| Các điểm chuyển hóa thứ nhất và thứ hai của cao su |
Thông thường đối với các vật liệu, sự thay
đổi độ dãn nở (hoặc khối lượng riêng) đo bằng các giãn nở kế là phương pháp được
sữ dụng nhiều nhất để xác định Tg. Các tính chất nhiệt, ví dụ như nhiệt dung
riêng được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là các phương pháp phân tích nhiệt khác
nhau. Một phương pháp dánh cho cao su sử dụng máy DSC đang được phát triển trong
ISO TC45 cũng như là ISO 22768, nhưng vẫn chưa được xuất bản. Điểm uốn trên
nhiệt đầu vào- đường cong nhiệt độ thường được ghi nhận tự động bằng phần mềm
phân tích nhưng nếu ghi nhận bằng tay thì tìm được tốt nhất từ dẫn xuất của
đường cong.
Xác định Tg bằng các phương pháp cơ học
thường được tiến hành với các phương pháp động học, nhưng những sự ước lượng có
thể được thực hiện từ các phép thử ở nhiệt độ thấp được chuẩn hóa. Thật vậy, các
phép thử này đang được sử dụng rộng rãi nhất để nghiên cứu về các tính chất ở
nhiệt độ thấp của cao su. Thỉnh thoảng, các phương pháp điện cũng đã được sử
dụng.
Parizenberg et al đã rút ra Tg từ cả hai
phương pháp cơ học dạng phục hồi kéo và nén đối với một số loại polymer như là
một hàm theo biến dạng. Họ nhận thấy Tg có khuynh hướng tăng lên một ít ở các
biến dạng lớn.
Tài liệu tham
khảo: Roger Brown, PHYSICAL TESTING OF RUBBER, Springer Science-i-Business
Media, Inc.
(tth-vlab-caosuviet)
 |
 |
| Cao su ống nhúng chắn bụi cao su nhựa | Logo cao su nhựa tổng hợp |
