유리 전이 온도 정의
유리 전이 온도(Tg)는 고분자가 탄성 상태에서 유리 상태로 변하는 온도입니다. 비정질 고분자(결정성 고분자의 비결정 부분 포함)가 유리 상태에서 고탄성 상태로, 또는 고탄성 상태에서 유리 상태로 전이하는 온도를 말합니다. 비정질 고분자의 거대 분자가 자유롭게 움직일 수 있는 최저 온도입니다. 일반적으로 Tg로 표시되며, 측정 방법 및 조건에 따라 달라집니다.
이는 폴리머의 중요한 성능 지표입니다. 이 온도 이상에서는 폴리머가 탄성을 나타내고, 이 온도 이하에서는 취성을 나타냅니다. 플라스틱, 고무, 합성 섬유 등에 사용될 때는 이 점을 고려해야 합니다. 예를 들어, 폴리염화비닐의 유리 전이 온도는 80°C입니다. 하지만 이는 제품 사용 온도의 상한값은 아닙니다. 예를 들어, 고무의 사용 온도는 유리 전이 온도보다 높아야 하며, 그렇지 않으면 높은 탄성을 잃게 됩니다.
폴리머의 종류가 그 성질을 그대로 유지하기 때문에 에멀젼은 유리 전이 온도를 가지는데, 이는 폴리머 에멀젼에 의해 형성되는 코팅막의 경도를 나타내는 지표입니다. 유리 전이 온도가 높은 에멀젼은 경도, 광택, 내오염성이 우수하고 오염되기 쉽지 않으며, 다른 기계적 물성도 그에 상응하여 우수합니다. 그러나 유리 전이 온도와 최소 필름 형성 온도 또한 높아 저온 사용에 어려움을 겪습니다. 이는 모순이며, 폴리머 에멀젼이 특정 유리 전이 온도에 도달하면 많은 특성이 크게 변하기 때문에 적절한 유리 전이 온도를 제어해야 합니다. 폴리머 개질 모르타르의 경우, 유리 전이 온도가 높을수록 개질 모르타르의 압축 강도가 높아집니다. 유리 전이 온도가 낮을수록 개질 모르타르의 저온 성능이 우수합니다.
최소 필름 형성 온도 정의
최소 필름 형성 온도는 중요합니다건조 혼합 모르타르의 지표
MFFT는 에멀젼 내 고분자 입자들이 서로 응집되어 연속적인 막을 형성할 수 있을 만큼 충분한 이동성을 갖는 최소 온도를 의미합니다. 고분자 에멀젼이 연속적인 코팅 막을 형성하는 과정에서 고분자 입자들은 조밀하게 배열되어야 합니다. 따라서 연속적인 막을 형성하기 위한 조건에는 에멀젼의 양호한 분산뿐만 아니라 고분자 입자의 변형도 포함됩니다. 즉, 물의 모세관 압력이 구형 입자들 사이에 상당한 압력을 발생시킬 때, 구형 입자들이 서로 가까이 배열될수록 압력은 더 크게 증가합니다.
입자들이 서로 접촉하면 물의 휘발로 인해 발생하는 압력이 입자들을 압착하고 변형시켜 서로 결합하여 코팅막을 형성합니다. 비교적 단단한 물질을 함유한 에멀젼의 경우, 대부분의 고분자 입자는 열가소성 수지이므로 온도가 낮을수록 경도가 높아지고 변형이 더 어려워지므로 최소 필름 형성 온도 문제가 발생합니다. 즉, 특정 온도 이하에서는 에멀젼의 물이 증발한 후에도 고분자 입자가 여전히 분리된 상태로 존재하여 일체화될 수 없습니다. 따라서 에멀젼은 물의 증발로 인해 연속적이고 균일한 코팅을 형성할 수 없습니다. 이 특정 온도 이상에서는 물이 증발할 때 각 고분자 입자의 분자가 침투, 확산, 변형 및 응집되어 연속적인 투명한 필름을 형성합니다. 필름이 형성될 수 있는 이 온도의 하한을 최소 필름 형성 온도라고 합니다.
MFFT는 중요한 지표입니다.폴리머 에멀젼특히 저온 계절에는 에멀젼을 사용하는 것이 중요합니다. 적절한 조치를 취하면 폴리머 에멀젼의 최소 필름 형성 온도가 사용 요건을 충족하도록 할 수 있습니다. 예를 들어, 에멀젼에 가소제를 첨가하면 폴리머를 연화시켜 에멀젼의 최소 필름 형성 온도를 크게 낮추거나, 최소 필름 형성 온도를 조절할 수 있습니다. 고농도 폴리머 에멀젼은 첨가제 등을 사용합니다.
롱구의 MFFTVAE 재분산성 라텍스 파우더일반적으로 0°C에서 10°C 사이이며, 더 흔한 것은 5°C입니다. 이 온도에서는폴리머 파우더연속적인 필름을 형성합니다. 반대로, 이 온도 이하에서는 재분산성 폴리머 분말의 필름이 더 이상 연속적이지 않고 파손됩니다. 따라서 최소 필름 형성 온도는 프로젝트의 시공 온도를 나타내는 지표입니다. 일반적으로 최소 필름 형성 온도가 낮을수록 시공성이 우수합니다.
Tg와 MFFT의 차이점
1. 유리 전이 온도는 물질이 연화되는 온도입니다. 주로 비정질 중합체가 연화되기 시작하는 온도를 말합니다. 이는 중합체의 구조뿐만 아니라 분자량과도 관련이 있습니다.
2. 연화점
고분자의 다양한 운동력에 따라 대부분의 고분자 재료는 일반적으로 유리 상태, 점탄성 상태, 고탄성 상태(고무 상태), 점성 유동 상태의 네 가지 물리적 상태(또는 기계적 상태)를 가질 수 있습니다. 유리 전이는 고탄성 상태와 유리 상태 사이의 전이입니다. 분자 구조 관점에서 유리 전이 온도는 상과는 달리 고분자의 비정질 부분이 동결 상태에서 해동 상태로 이완되는 현상입니다. 변형 과정에서 상 변화 열이 발생하므로 2차 상 변형(고분자 동역학에서는 1차 변형이라고 함)입니다. 유리 전이 온도 이하에서 고분자는 유리 상태에 있으며, 분자 사슬과 세그먼트는 움직일 수 없습니다. 분자를 구성하는 원자(또는 원자단)만 평형 위치에서 진동합니다. 유리 전이 온도에서는 분자 사슬이 움직일 수 없지만 사슬 세그먼트는 움직이기 시작하여 높은 탄성 특성을 보입니다. 온도가 다시 상승하면 전체 분자 사슬이 움직이고 점성 유동 특성을 보입니다. 유리 전이 온도(Tg)는 비정질 폴리머의 중요한 물리적 특성입니다.
유리 전이 온도는 고분자의 특징적인 온도 중 하나입니다. 유리 전이 온도를 경계로 하여 고분자는 서로 다른 물리적 특성을 나타냅니다. 유리 전이 온도 미만에서는 고분자 재료가 플라스틱이고, 유리 전이 온도 이상에서는 고분자 재료가 고무입니다. 엔지니어링 플라스틱의 유리 전이 온도 사용 온도의 상한은 고무 또는 엘라스토머의 사용 온도의 하한과 같습니다.
게시 시간: 2024년 1월 4일