Faktor-faktor yang mempengaruhi suhu transisi gelas Tg, suhu leleh Tm, dan suhu aliran kental Tf dari polimer

Suhu transisi gelas (Tg), suhu leleh (Tm) (polimer kristal), dan suhu aliran kental (Tf) (polimer non-kristal) polimer adalah parameter suhu yang penting, dengan Tg menentukan suhu layanan polimer dan Tm serta Tf menentukan suhu pemrosesan polimer. Meskipun ada banyak faktor yang mempengaruhi nilai Tg, Tm dan Tf polimer, tetapi secara umum ada dua, satu adalah pengaruh struktur dan sifat oligomer, dan yang lainnya adalah pengaruh faktor lain. Pertama, dampak dari struktur rantai polimer. Setiap faktor struktur rantai yang meningkatkan kekakuan rantai dapat membuat nilai Tg, Tm dan Tf meningkat, setiap fleksibilitas rantai yang meningkatkan faktor struktur rantai dapat membuat nilai Tg, Tm dan Tf menurun. Ketika gugus kaku seperti gugus fenil, gugus bifenil, dan ikatan rangkap terkonjugasi dimasukkan ke rantai utama, kekakuan rantai akan meningkat, dan Tg, Tm, dan Tf semuanya akan meningkat; ketika ikatan eter dan ikatan rangkap yang terisolasi dimasukkan ke rantai utama, rantai akan menjadi fleksibel, dan Tg, Tm, dan Tf semuanya akan menurun; ketika rantai samping adalah gugus kaku, fleksibilitas rantai akan berkurang seiring dengan bertambahnya volume gugus samping, dan Tg, Tm, dan Tf semuanya akan meningkat; ketika rantai samping adalah gugus fleksibel atau rantai fleksibel, semakin besar rantai samping, semakin baik fleksibilitasnya, semakin baik fleksibilitas seluruh rantai molekul, Tg, Tm, dan Tf berkurang. Kedua, gaya antarmolekul. Untuk polimer polar, terdapat interaksi yang kuat antara gugus polar pada rantai molekul, dan gaya antarmolekul kuat, dan nilai Tg, Tm, dan Tf lebih besar daripada nilai yang sesuai dari polimer non-polar; dan nilai Tg, Tm, dan Tf meningkat seiring dengan peningkatan gaya antarmolekul. Ketiga, berat molekul. Karena Tm terkait dengan kristalisasi, secara umum, berat molekul memiliki pengaruh yang kecil terhadap Tm, dan baik Tg maupun Tf meningkat seiring dengan peningkatan berat molekul. Untuk Tg, tren ini lebih jelas apabila berat molekul rendah, sedangkan perubahan Tg sangat lambat apabila berat molekul meningkat hingga tingkat tertentu. Pengaruh berat molekul pada Tf jauh lebih signifikan daripada Tg. Ini karena efek berat molekul pada Tg dikaitkan dengan efek ujung rantai, yang hanya dapat menunjukkan efeknya ketika kandungan ujung rantai dalam sistem relatif tinggi, yaitu, berat molekul relatif rendah; setelah berat molekul tinggi sampai batas tertentu dan berat ujung rantai kecil hingga hampir dapat diabaikan, efeknya pada Tg tidak akan terlihat jelas. Pergerakan seluruh rantai dicapai dengan pergerakan terkoordinasi dari semua segmen rantai. Semakin besar berat molekulnya, semakin banyak segmen rantai yang dibutuhkan untuk mencapai gerakan rantai secara keseluruhan, dan semakin banyak gaya gesekan yang perlu diatasi selama gerakan, dan Tf akan naik. Oleh karena itu, nilai Tf sangat bergantung pada berat molekul. Berikut ini adalah efek faktor eksternal pada nilai Tg, Tm dan Tf polimer. Keempat, aditif yang dapat larut dalam molekul kecil. Proses pencetakan polimer, terkadang untuk menambahkan plasticizer atau bahan tambahan larut lainnya dalam bahan. Untuk polimer, molekul kecil ini setara dengan pengencer, mereka akan membuat Tg, Tm, dan Tf polimer menjadi lebih rendah. V. Kekuatan eksternal. Gaya eksternal searah memiliki efek penggerak pada segmen rantai, sehingga meningkatkan gaya eksternal dapat membuat Tg dan Tf lebih rendah. Dan perpanjangan gaya eksternal juga kondusif untuk pergerakan molekul ke arah gaya eksternal, yang juga dapat mengurangi Tf. Peningkatan tekanan mengurangi volume bebas dan meningkatkan Tg dan Tf. Pengaruh gaya eksternal pada Tm adalah sebagai berikut: ketika polimer dikristalisasi di bawah aksi gaya tarik, kemampuan kristalisasi meningkat, yang meningkatkan kristalinitas dan juga meningkatkan titik leleh kristalisasi, yaitu, Tm meningkat; kristalisasi di bawah tekanan dapat meningkatkan ketebalan wafer, sehingga meningkatkan kesempurnaan kristal, yang juga membuat Tm meningkat. VI. Tingkat pengujian. Hal ini dari segi besarnya nilai uji yang diperoleh dari aspek uji suhu. Karena pergerakan rantai polimer merupakan proses relaksasi dan bergantung pada waktu, maka, terdapat hubungan antara nilai uji Tg dan skala waktu eksperimen: meningkatkan laju kenaikan suhu atau frekuensi eksperimen dinamis akan meningkatkan Tg. Hal yang sama juga berlaku untuk Tf, sedangkan hal yang sebaliknya berlaku untuk Tm. Ketika menguji nilai Tm, jika suhu dinaikkan secara perlahan, butiran yang tidak sempurna dapat dilebur terlebih dahulu dan kemudian direkristalisasi menjadi kristal yang lebih sempurna dan stabil pada suhu yang sedikit lebih tinggi. "Titik leleh" terakhir yang diukur adalah suhu di mana semua kristal yang lebih sempurna meleleh, dan lebih tinggi daripada nilai yang diukur pada kenaikan suhu yang cepat.