درجة حرارة التحول الزجاجي
نظرة بسيطة على درجة حرارة التحول الزجاجي للمواد (TG) هي درجة الحرارة النوعيّة الكميّة التي تكون أسفلها الجزيئات لها قدرة صغيرة على الحركة الموجيّة غير المُنتظمة.[1][2][3] وعلى المستوى الأكبر، البوليمرات تكون عندها صلبة وهشة تحت درجة حرارة الإنتقال الزجاجية، ويمكن أن يحدث لها تشوه لدن (plastic deformation) عندما تكون كميّة الحرارة أعلى منها. Tg غالبًا ما تطبق على الحالة غير المتبلورة وبصفة عامة تطبق على الزجاج واللدائن.
ولفهم Tg بصورة جيدة يجب فهم آلية الفقد الميكانيكي (الشكل الاهتزازي والرنيني) لمجموعة فعالة معينة (غالباً ما تكون متاحة) وكذلك الترتيبات الجزيئية. العوامل مثل المعاملة الحرارية وإعادة الترتيبات الجزيئية، وجود أماكن فارغة، تساعد الإجهاد والعوامل الأخرى التي تؤثر على ظروف المادة يمكن أن تؤثر على Tg بطريقة بسيطة أو كبيرة. Tg منفصلة عن الخاصية اللزجة مرنة للمواد، وعلى هذا تتغير بتغير معدل تطبيق الحمل (سيلي بوتي مثال جيد لهذا حيث أنها تنساب مثل العجينة عند شدها ببطء ولكنها تتفتت عند شدها بسرعة).
في البوليمرات, Tg يعبر عنها على أنها درجة الحرارة التي تم عنده تخطى طاقة جيبس الحرة والتي تماثل طاقة التنشيط اللازمة لعمل حركة لخمسين وحدة تقريبا من البوليمر. وهذا يسمح للسلاسل الجزيئية للانزلاق على بعضها البعض عند تطبيق قوة. ومن هذا التعبير، يمكن أن نرى أن تقديم السلاسل الجانبية والمجوعات الكيميائية الصلبة نوعا ما (مثل حلقات البنزين) سيتداخل مع العمليات اللاحقة وبالتالي Tg.
في الزجاج (متضمنا المواد اللابلورية والهلام).
Tg تتناسب مع الطاقة اللازمة لكسر وإعادة الرابطة التساهمية إلى درجة إلى حد ما غير كاملة شكل شبكي ثلاثي الأبعاد للرابطة التساهمية. وعلى هذا تتأثر Tg بكيمياء الزجاج.
فمثلا بإضافة B، Na، K or Ca إلى الزجاج ولهم تكافؤ أقل من 4 ويساعدوا في كسر الشكل الشبكي ثلاثي الأبعاد ويقلل Tg.
وبإضافة P والذي له تكافؤ خماسي فإنه يساعد في الحصول على شكل شبكي ثلاثي الأبعاد، ويزيد Tg.
كارثة مركبة الفضاء تشالينجر كانت بسبب حلقة مطاطية كانت في درجة حرارة أقل من درجة حرارة الانتقال الزجاجية ولذلك لم تكن مرنة بالطريقة الملائمة لتكون مانع مناسب حول أحد محركات الصاروخ الصلبة.
درجة الانتقال الزجاجية لبعض المواد:
| البوليمر | Tg (oC) |
| بولي إثيلين (LDPE) | -125 |
| بولي بروبيلين (لا ترتيبي) | -20 |
| بولي فينيل أسيتات (PVAc) | 28 |
| بولي إثيلين تيرفيثالات (PET) | 69 |
| بولي فينيل كحولي (PVA) | 85 |
| بولي فينيل كلورايد (PVC) | 81 |
| بولي بروبيلين (متماثل الترتيب) | 100 |
| بولي إستيرين | 100 |
| بولي ميثيل ميثاكريلات (لا ترتيبي) | 105 |
مراجع
[عدل]- ^ "معلومات عن درجة حرارة التحول الزجاجي على موقع britannica.com". britannica.com. مؤرشف من الأصل في 2016-08-10.
- ^ "معلومات عن درجة حرارة التحول الزجاجي على موقع universalis.fr". universalis.fr. مؤرشف من الأصل في 2019-07-25.
- ^ "معلومات عن درجة حرارة التحول الزجاجي على موقع jstor.org". jstor.org. مؤرشف من الأصل في 2020-01-10.
| الأساسيات | |
|---|---|
| الصياغة |
|
| الخزف الزجاجي |
|
| التحضير |
|
| بصريات |
|
| تقنيات |
|
| المنوعات |
|
 |
في كومنز صور وملفات عن: درجة حرارة التحول الزجاجي |
Text is available under the CC BY-SA 4.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.
