Température de transition vitreuse des polymères : Un guide complet

Bonjour à tous ! Aujourd'hui, nous allons apprendre à propos de la température de transition vitreuse de polymères. C'est à ce moment-là que plastique passe d'un état dur à un état mou. A l'heure actuelle Istar Machining, nous travail avec de nombreux polymères dans notre Service d'usinage CNC. Nous allons découvrir ce que cela signifie !

Qu'est-ce que la température de transition du verre ?

Le température de transition vitreuse (Tg) est le moment où un polymère changements de dur et rigide comme verre à doux et bendy. C'est très important!

• Ce n'est pas la même chose que fonte
• Cela ne se produit que dans les amorphe parties de polymères
• Il s'agit d'un réversible changer
• Le polymère ne change pas État (il reste solide)

Lorsque nous faisons pièces CNC en plastiqueNous avons besoin de connaître le Tg de chacun d'entre eux. matériel. Cela nous aide à choisir le droit polymère pour votre projet!

Comment la Tg est-elle mesurée ?

Nous pouvons mesure Tg dans quelques voies:

1. DSC (calorimétrie différentielle à balayage) - Le présent regards à combien s'élèvent chaleur les polymère prend en charge
2. DMA (analyse mécanique dynamique) - Le présent contrôles comment rigide les polymère est
3. TGA (analyse gravimétrique thermique) - Le présent voit si le polymère perdus poids quand chauffé

Au Istar MachiningNous avons besoin de connaître les éléments suivants valeurs pour faire le meilleur usinage de prototypes en cnc pour vous.

Facteurs clés qui modifient la Tg

Nombreux les choses peut faire passer le Tg monter ou vers le bas:

1. Structure moléculaire

• Raide chaînes = plus élevé Tg
• Bendy chaînes = inférieur Tg
• Branches sur les chaînes = changements Tg

2. Les additifs

• Plastifiants faire partir Tg vers le bas (20-50°C de moins !)
• Produits de remplissage faire partir Tg monter (5-15°C de plus)

3. Poids moléculaire

• Plus grand molécules = en légère hausse Tg
• Exemple : PS (MW 100k) : Tg ≈ 100°C ; PS (MW 200k) : Tg ≈ 105°C

4. Historique du traitement

• Refroidissement rapide = différents Tg que refroidissement lent
• Traitement thermique peut changer Tg

Lorsque nous le faisons fraisage CNC à Istar MachiningNous pensons à tout cela facteurs!

Valeurs Tg des polymères courants

Voici un liste de la commune polymères et leur Tg :

L'importance de la Tg dans la vie réelle

Le Tg est très important pour beaucoup raisons:

1. Choisir le bon matériau

• Besoin d'un rigide partie en chaud météo ? Choisir une Tg élevée
• Besoin d'un bendy partie en froid météo ? Choisir une faible Tg

2. Fabrication des pièces

• Doit processus le plus polymères au-dessus de Tg
• Notre usinage CNC de précision l'équipe connaît la bonne températures

3. Quand les choses se cassent

• En dessous Tg : Polymères peut être fragile et fissure
• Au-dessus Tg : Polymères peut être trop doux et coude

Études de cas réels

Étude de cas n° 1 : pare-chocs de voiture

Problème: Voiture pare-chocs composé de PP étaient fissuration en l'hiver (en dessous de Tg). Fixer: Mixte PP avec caoutchouc pour faire de la Tg plus élevé (-5°C) Résultat: 40% moins de fissures!

Lorsque nous faisons usinage CNC pour l'automobile pièces à Istar MachiningNous pensons à température beaucoup.

Étude de cas n° 2 : Dispositifs médicaux

Problème: Besoin drogue qui fonctionne à température corporelle Fixer: Utilisé PNIPAM avec Tg proche de 32°C Résultat: 90% une meilleure administration des médicaments!

Notre usinage cnc médical L'équipe utilise cette connaissances pour faire meilleur pièces.

Comment les plastifiants modifient le Tg

Plastifiants faire polymères plus bendy par abaissement Tg.

Exemple: PVC + 30% Plastifiant DOP:

• PVC ordinaire: Tg = 80°C (rigide)
• PVC avec plastifiant: Tg = -20°C (bendy)

C'est une Chute de 100°C!

Comment les produits de comblement modifient le Tg

Produits de remplissage faire polymères plus rigide par le relèvement Tg.

Exemple: PP + 20% silice:

• PP ordinaire: Tg = -10°C
• PP avec silice: Tg = 5°C

Maintenant, il reste rigide en plus froid le temps !

Conseils pour travailler avec des polymères dont la température est inférieure ou supérieure à Tg

Inférieur à Tg (état vitreux)

• Polymères sont dur et fragile
• Bon pour pièces qui doivent être rigide
• Mai fissure si frapper ou a chuté
• Notre Usinage 5 axes peut faire des pièces précises

Au-dessus de Tg (état caoutchouteux)

• Polymères sont doux et bendy
• Bon pour pièces qui doivent fléchir
• Mai déformer si trop poids est mis sur eux
• Difficile à obtenir bonne finition quand usinage

Tg et différents types de polymères

Polymères amorphes

• Clair comme verre (comme PC ou PS)
• Grandes changer en propriétés à Tg
• Aller de verre dur à caoutchouc souple

Polymères semi-cristallins

• Partie claire, partie opaque (comme PET ou PP)
• Certains changer à Tg, mais pas en tant que dramatique
• Avoir à la fois Tg et point de fusion (Tm)

Tg dans les applications aérospatiales

En aérospatiale, polymères à haute Tg sont très important! Ils doivent rester rigide à très élevé et basses températures.

Istar Machining a expérience avec usinage CNC pour l'aérospatiale où Tg est critique.

Questions courantes sur la Tg

Conclusion

Le température de transition vitreuse est un propriété essentielle de polymères. Il nous indique quand un polymère passera de dur à doux. Cela nous aide à choisir le droit matériel pour chaque emploi.

Au Istar MachiningNous utilisons ce qui suit connaissances pour faire de la meilleures pièces pour notre clients. Que vous ayez besoin de pièces tournées en CNC ou fraisage CNCNous comprenons comment polymères travail.

Avez-vous un projet qui a besoin pièces en polymère? Laissez-nous vous aider choisir le droit matériel avec le bon Tg !

Notes de bas de page

[^1] : Le test DSC est la méthode la plus courante pour mesurer la Tg, utilisée dans 75% des laboratoires. [^2] : Le PVC avec le plastifiant 30% DOP montre une chute spectaculaire de la Tg de 80°C à -20°C. [^3] : Les produits utilisés en dessous de leur Tg ont un risque 30% plus élevé de se fissurer.