Gli effetti del calore sui polimeri

Gli effetti del calore sui polimeri

Quale tipo di polimero è dipende in parte l'effetto di calore su polimeri. Un polimero termoplastico sarà un solido cristallino sotto una certa temperatura, quindi subire una transizione di vetro quando si ammorbidisce, poi si scioglie e infine brucia. A thermoset, o con collegamenti incrociati, polimero rimarrà solido fino a quando inizia a char e bruciare.

Temperatura di transizione vetrosa

Polimeri solidi sono generalmente semi-cristallini. Le lunghe catene si organizzano così porzioni sono strutturate in cristalli e altri sono sciolti. A bassa temperatura le regioni allentate o amorfe, sono vetroso e fragile. Il calore aumenta, il polimero passa attraverso la temperatura di transizione vetrosa e le catene nelle regioni amorfe sono libere di muoversi, rendendo più flessibile il polimero. È importante che polimeri in prodotti finiti rimangano sopra o sotto la transizione di vetro sopra la gamma di temperatura prevista di utilizzo così da non modificare le proprietà. Gli additivi possono cambiare la temperatura di transizione vetrosa.

Temperatura di fusione

Con più calore, un polimero termoplastico raggiungerà la temperatura di fusione. La fusione riguarda solo le regioni cristalline. Le catene polimeriche diventano non strutturate. Con tutte le catene del polimero, amorfo e commovente, il polimero si comporta come un liquido e può essere riciclato in forme nuove. Tuttavia, se il polimero è un thermoset, ci sono legami chimici o collegamenti trasversali, fra le catene che impediscono loro di trasferirsi a pezzi. Un polimero termoindurente non si scioglie. Un polimero completamente amorfo non sciogliere, ma verrà diventano più sottile e fluire più facilmente con maggiore calore.

Temperatura di degradazione

Sopra una certa temperatura i legami chimici in termoplastico liquido o il solido thermoset inizierà a rompere e piccole molecole verranno emesso. Alcuni polimeri brucerà con fiamme, altri emette fumo nero e gli altri saranno solo char. Dopo tempo il polimero si ridurrà in cenere.

Le temperature critiche dipendono dalla chimica del polimero

Le temperature di transizione, la fusione e la degradazione di vetro di un polimero dipendono dal tipo di polimero. Tutti i polimeri sono lunghe catene di atomi di carbonio, ma diversi tipi contengono altri gruppi chimici all'interno della catena, che altera il comportamento previsto. Un polimero contenente catene molecolari di varie lunghezze reagirà più gradualmente e sopra una più vasta gamma di temperatura che un polimero con catene molecolari di lunghezza simile. Un polimero con catene corte diramazione dalla catena principale inoltre si comporterà in modo diverso da un polimero lineare.