Factores Temperaturam Transitionis Vitreae, Temperaturam Liquefactionis et Temperaturam Fluxus Viscosi Polymerorum Afficientes

Temperatura transitionis vitreae (Tg), temperatura liquefactionis (Tm) (pro polymeris crystallinis) et temperatura fluxus viscosi (Tf) (pro polymeris non crystallinis) polymerorum magni momenti parametri temperaturae sunt. Tg temperaturam usus polymeri determinat, dum Tm et Tf temperaturam processus polymeri determinant. Multi factores sunt qui valores Tg, Tm et Tf polymeri afficiunt.

Influentia structurae et proprietatum polymerorum

I. Structura catenae

(1) Catena principalis. Introductio gregum rigidorum, ut gregum phenyl, biphenyl et vinculorum duplicium coniugatorum in catena principali rigiditatem catenae auget, dum Tg, Tm et Tf omnia augentur; introductio vinculorum aethereorum et vinculorum duplicium isolatorum in catena principali catenam flexibilem reddit, et Tg, Tm et Tf omnia decrescunt.

(2) Greges laterales. Cum grex lateralis grex rigidus est, flexibilitas catenae decrescit cum volumen gregis lateralis crescit, et Tg, Tm et Tf omnes augentur; cum grex lateralis (vel catena lateralis) grex flexibilis (vel catena flexibilis) est, quo maior grex lateralis (catena), eo melior flexibilitas, tum flexibilitas totius catenae molecularis melior est, et Tg, Tm et Tf omnes decrescunt.

Coniunctio (1) et (2) demonstrat omnes factores structurae catenae qui rigiditatem catenae augent valores Tg, Tm et Tf augere posse, et omnes factores structurae catenae qui flexibilitatem catenae augent valores Tg, Tm et Tf minuere posse.

II. Vires intermoleculares
Polymeri polares, cum fortibus interactionibus inter greges polares in catena moleculari et validis viribus intermolecularibus, maiores valores Tg, Tm et Tf habent quam valores correspondentes polymerorum non polarium; et valores Tg, Tm et Tf omnes augentur cum incremento virium intermolecularium.

III. Pondus moleculare
Cum Tm crystallizationi coniunctum sit, plerumque pondus moleculare parum effectum in Tm habet, et tum Tg tum Tf cum crescente pondere moleculari augentur. Pro Tg, haec inclinatio clarior est ad ponderibus molecularibus parvis, dum Tg lentissime mutatur cum pondus moleculare ad certum gradum crescit.

Effectus ponderis molecularis in Tf multo maior est quam in Tg. Hoc fit quia effectus ponderis molecularis in Tg effectui extremitatis catenae attribuitur, qui demonstrari potest tantum cum contentum extremitatis catenae systematis relative altum est, id est pondus moleculare relative humile est; postquam pondus moleculare ad certum gradum altum est et pondus extremitatis catenae ad gradum fere neglegendum parvum est, effectus eius in Tg non significans est.

Tf est temperatura critica qua centrum massae totius catenae polymericae movetur, et motus totius catenae per motum concertatum omnium segmentorum catenae efficitur. Quo maius pondus moleculare, eo maior numerus segmentorum catenae qui simul moveri debent, et eo maiores vires frictionales quae superandae sunt durante motu, et eo altior Tf. Valor Tf igitur valde pendet a pondere moleculari.

Potentia externa

I. Additiva solubilia parvarum moleculorum

Plasticantes vel alia additiva solubilia interdum ingredientibus adduntur ut proprietates processus meliores reddant vel aspectum quendam producto perficiant.formatio et processus polymerorumIn polymerorum casu, hae moleculae parvae diluentibus aequivalent et Tg, Tm et Tf polymeri reducunt.

II. Vires externae

Vires externae unidirectionales effectum impulsivum in segmenta catenae habent, ita vires externae augentes Tg et Tf minuere possunt. Augmentatio durationis vis externae etiam motum molecularum in directionem vis externae favet, quae etiam Tf demittit. Incrementum pressionis volumen liberum minuit et Tg et Tf auget.

Effectus virium externarum in Tm est talis: cum polymerum sub viribus tensile crystallizatum est, facultas crystallizandi augetur, gradum crystallinitatis et etiam punctum liquefactionis crystallorum elevans, id est Tm crescit; crystallizatio sub pressione crassitudinem crustae auget, quod perfectionem crystalli auget, etiam Tm altiorem faciens.

III. Frequentia probationis

Hoc est secundum magnitudinem valoris probationis in probatione temperaturae obtenti. Cum motus catenarum polymericarum sit processus relaxationis et tempore pendeat, est nexus inter valorem probationis Tg et scalam temporis experimentalis: aucta celeritas calefactionis vel frequentia experimentorum dynamicorum Tg augebit. Idem valet de Tf, et contrarium verum est de Tm. Cum valores Tm probantur, si temperatura lente augetur, grana imperfecta primum liquefieri possunt, deinde recrystallizari in crystalla perfectiora et stabiliora temperatura paulo altiore. Ultimum, quod "punctum liquefactionis" appellatur, est temperatura ad quam omnia crystalla perfectiora liquefiunt et erit altior quam valor mensuratus celeriter temperaturae ascensu.