Glasovergangstemperatur for polymerer: En komplet guide

Hej med jer! I dag vil vi lære om glasovergangstemperatur af Polymerer. Dette er, når plastik skifter fra hård til blød. På Istar Bearbejdningvi arbejde med mange Polymerer i vores CNC-bearbejdningsservice. Lad os Find ud af det hvad det betyder!

Hvad er glasovergangstemperatur?

Den glasovergangstemperatur (Tg) er, når en polymer ændringer fra hårdt og stiv som Glas til blød og bøjelig. Dette er meget vigtig!

• Det er IKKE det samme som smeltning
• Det sker kun i amorf dele af Polymerer
• Det er en vendbar ændring
• Den polymer ændrer sig ikke stat (den forbliver solid)

Når vi laver CNC-dele af plaster vi nødt til at kende Tg for hver materiale. Dette hjælper os Vælg den rigtige polymer for din projekt!

Hvordan måles Tg?

Vi kan foranstaltning Tg i nogle få måder:

1. DSC (differentiel skanningskalorimetri) - Denne udseende på hvor meget varme den polymer tager ind
2. DMA (dynamisk mekanisk analyse) - Denne Kontroller hvordan stiv den polymer er
3. TGA (termisk gravimetrisk analyse) - Denne ser hvis polymer taber vægt når opvarmet

På Istar Bearbejdninghar vi brug for at kende disse værdier for at gøre det bedste cnc-bearbejdning af prototyper for dig.

Nøglefaktorer, der ændrer Tg

Mange ting kan få Tg til at gå op eller ned:

1. Molekylær struktur

• Stiv kæder = højere Tg
• Bendy kæder = lavere Tg
• Afdelinger på kæder = ændringer Tg

2. Tilsætningsstoffer

• Blødgøringsmidler få Tg til at gå ned (20-50°C lavere!)
• Fyldstoffer få Tg til at gå op (5-15°C højere)

3. Molekylvægt

• Større molekyler = lidt højere Tg
• Eksempel: PS (MW 100k): Tg ≈ 100°C; PS (MW 200k): Tg ≈ 105°C

4. Bearbejdningshistorik

• Hurtig afkøling = anderledes Tg end langsom afkøling
• Varmebehandling kan ændring Tg

Når vi gør det cnc-fræsning på Istar Bearbejdningtænker vi på alle disse faktorer!

Tg-værdier for almindelige polymerer

Her er en liste af fælles Polymerer og deres Tg:

Hvorfor Tg betyder noget i det virkelige liv

Tg'en er meget vigtig for mange grunde:

1. Vælg det rigtige materiale

• Har brug for en stiv del i varm vejret? Vælg høj Tg
• Har brug for en bøjelig del i kold vejret? Vælg lav Tg

2. Fremstilling af dele

• Skal proces De fleste Polymerer over Tg
• Vores CNC-bearbejdning med høj præcision team kender den rigtige temperaturer

3. Når ting går i stykker

• Nedenfor Tg: Polymerer kan være skør og revne
• Ovenfor Tg: Polymerer kan være for blød og Bøjning

Casestudier fra den virkelige verden

Casestudie 1: Kofangere til biler

Problem: Bil Kofangere lavet af PP var revner i vinter (under Tg). Fix: Blandet PP med gummi for at gøre Tg højere (-5°C) Resultat: 40% færre revner!

Når vi laver cnc-bearbejdning til bilindustrien dele på Istar Bearbejdningtænker vi på temperatur meget.

Casestudie 2: Medicinsk udstyr

Problem: Behov stof levering, der fungerer på kropstemperatur Fix: Brugt PNIPAM med Tg i nærheden af 32°C Resultat: 90% bedre levering af lægemidler!

Vores medicinsk cnc-bearbejdning team bruger dette viden at lave bedre dele.

Hvordan blødgørere ændrer Tg

Blødgøringsmidler lave Polymerer mere bøjelig af sænkning Tg.

Eksempel: PVC + 30% DOP-blødgøringsmiddel:

• Almindelig PVC: Tg = 80°C (stiv)
• PVC med blødgøringsmiddel: Tg = -20°C (bøjelig)

Det er en 100°C fald!

Hvordan fillers ændrer Tg

Fyldstoffer lave Polymerer mere stiv af at hæve Tg.

Eksempel: PP + 20% Silica:

• Almindelig PP: Tg = -10°C
• PP med silica: Tg = 5°C

Nu forbliver den stiv i koldere vejret!

Tips til at arbejde med polymerer under og over Tg

Under Tg (glastilstand)

• Polymerer er hårdt og skør
• God til dele der skal være stiv
• Maj revne hvis ramt eller faldt
• Vores 5-akset bearbejdning kan gøre præcise dele

Over Tg (gummiagtig tilstand)

• Polymerer er blød og bøjelig
• God til dele der har brug for at flex
• Maj deformere hvis der er for meget vægt er lagt på dem
• Svært at få fat i god finish når bearbejdning

Tg og forskellige typer af polymerer

Amorfe polymerer

• Klar som Glas (som f.eks. PC eller PS)
• Stor ændring i egenskaber ved Tg
• Gå fra Hårdt glas til Blødt gummi

Semikrystallinske polymerer

• Del klar, delvist uigennemsigtig (som f.eks. PET eller PP)
• Nogle ændring ved Tg, men ikke som dramatisk
• Har både Tg og smeltepunkt (Tm)

Tg i luft- og rumfartsapplikationer

I rumfart, Polymerer med høj Tg er meget vigtig! De skal blive stiv på meget høj og lave temperaturer.

Istar Bearbejdning har erfaring med cnc-bearbejdning til rumfart hvor Tg er kritisk.

Almindelige spørgsmål om Tg

Konklusion

Den glasovergangstemperatur er en vigtig egenskab af Polymerer. Den fortæller os, hvornår en polymer vil ændre sig fra hårdt til blød. Dette hjælper os Vælg den rigtige materiale for hver job.

På Istar Bearbejdningbruger vi dette viden for at gøre De bedste dele for vores kunder. Uanset om du har brug for cnc-drejede dele eller cnc-fræsningforstår vi, hvordan Polymerer arbejde.

Har du en projekt der har brug for Polymerdele? Lad os hjælpe dig Vælg den rigtige materiale med den rigtige Tg!

Fodnoter

[^1]: DSC-test er den mest almindelige måde at måle Tg på, og den bruges i 75% laboratorier. [^2]: PVC med 30% DOP-blødgører viser et dramatisk fald i Tg fra 80 °C til -20 °C. [^3]: Produkter, der bruges under deres Tg, har en 30% højere risiko for at revne.