טמפרטורת מעבר זכוכתית
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
טמפרטורת מעבר זכוכתית (Tg) היא טמפרטורה בה מוצק אמורפי (זכוכית או פולימר אמורפי) עובר ממצב מוצק למצב רך בו הוא ניתן לעיבוד: מתיחה אלסטית או פלסטית ללא שבר. בפועל, מצב צבירה זה מתייחס לכושר התנועה והפיתול של האזורים האמורפיים בפולימר. מתחת לטמפ' זו הפולימר נוקשה (דמוי זכוכית), ואילו מעל לטמפ' זו הפולימר מתאפיין ברכות.
מעבר זכוכיתי הוא מעבר תרמודינמי מסדר שני. מעבר מסדר ראשון הוא מעבר ממוצק (גבישי) לנוזל - התכה, ממוצק לגז - המראה או מנוזל לגז- אידוי (וגם מעברים בין צורות גיבוש שונות במוצק). במעבר מסדר ראשון ניתן להבחין באי רציפות של פונקציית קיבול החום כפונקציה של הטמפרטורה: כשמתיכים קרח, למשל, ב 0°C נצפה קיבול חום "אינסופי" תערובת המים-קרח בולעת חום בלי לעלות בטמפרטורה (זהו החום הכמוס, שייצרך כל עוד לא הושלמה הפשרת הקרח). במעבר זכוכיתי אין "חום כמוס" - אין אי רציפות בקיבול החום ביחס לטמפרטורה. האי רציפות היא בנגזרת הראשונה של קיבול החום. בטמפרטורה הזו יש מספיק אנרגיה לשרשראות להתגבר על כוחות משיכה בין שרשראות (קשרים לא קוולנטים) כך ששרשרת פולימרית (או שרשרת של טטראדרות סיליקטיות בזכוכית) יכולה "לזרום" או לנוע ביחס לשרשראות השכנות וכך מתאפשר עיבוד של החומר. למשל: כדי לנפח זכוכית יש לחמם אותה מעל ל Tg וכאשר היא מתקררת המבנה החדש נשמר.
הגורמים המשפיעים על טמפ' המעבר הזכוכתית הם אותם הגורמים במשפיעים על גבישיות הפולימר. (קשרים בין-מולקולריים, קבוצות קשיחות לאורך השרשרת וקבוצות צדדיות). עם זאת, ישנם מספר פולימרים בהם יש לבדוק את מאפייני הפולימר בצורה דקדקנית, כמו פוליסטירן ופוליאתילן גבה צפיפות.
[עריכה] פוליסטירן
לפוליסטירן קבוצה צדדית נפחית המונעת פיתול, וגורמת לשרשראות להיות ישרות יותר. הקבוצה הצדדית נפחית, ולכן מונעת את התקרבות השרשראות. מכיוון שהשרשראות רחוקות, הפולימר מתאפיין באמורפיות. הציפייה היא שפולימר אמורפי יהיה עם טמפ' מעבר זכוכתית נמוכה. במקרה זה הטמפ' גבוהה (כ-80°C), מכיוון שכושר התנועה והפיתול באזורים האמורפיים מוגבל מאוד.
[עריכה] פוליאתילן גבה צפיפות
פוליאתילן, שהתקבל בפילמור על ידי סיפוח בנוכחות זרזי ציגלר-נאטא, ומתאפיין בגבישיות רבה. (כתוצאה מתנאי הפילמור: טמפרטורה ולחץ נמוכים ושימוש בזרזים). למרות הגבישיות הרבה, במקרה זה הטמפ' תהיה נמוכה, מכיוון שבאותם אזורים אמורפיים מעטים שיש לו, כושר התנועה והפיתול בהם הוא מיידי.
