ガラス転移温度の定義
ガラス転移温度（Tg）は、ポリマーが弾性状態からガラス状態へ変化する温度です。非晶質ポリマー（結晶性ポリマー中の非結晶部分を含む）がガラス状態から高弾性状態へ、または後者から前者へ転移する温度を指します。非晶質ポリマーの高分子セグメントが自由に運動できる最低温度です。通常はTgで表されますが、測定方法や条件によって異なります。
これはポリマーの重要な性能指標です。この温度を超えるとポリマーは弾性を示し、この温度を下回ると脆くなります。プラスチック、ゴム、合成繊維などに使用する場合は、この点を考慮する必要があります。例えば、ポリ塩化ビニルのガラス転移温度は80℃ですが、これは製品の使用温度の上限ではありません。例えば、ゴムの使用温度はガラス転移温度以上でなければならず、そうでなければ高い弾性を失ってしまいます。
ポリマーの種類がそのままの性質を保持しているため、エマルジョンにもガラス転移温度があり、これはポリマーエマルジョンによって形成された塗膜の硬度の指標となります。ガラス転移温度が高いエマルジョンは、塗膜の硬度、光沢、耐汚染性、耐汚染性に優れ、汚れにくいという優れた特性を持っています。しかし、ガラス転移温度と最低造膜温度も高いため、低温での使用には一定の問題があります。これは矛盾であり、ポリマーエマルジョンが一定のガラス転移温度に達すると、多くの特性が大きく変化するため、適切なガラス転移温度を制御する必要があります。ポリマー改質モルタルに関しては、ガラス転移温度が高いほど、改質モルタルの圧縮強度は高くなります。ガラス転移温度が低いほど、改質モルタルの低温性能は向上します。
最小フィルム形成温度の定義
最低フィルム形成温度は重要な乾燥混合モルタルの指標
MFFTとは、エマルジョン中のポリマー粒子が互いに凝集して連続膜を形成するのに十分な運動性を持つ最低温度を指します。ポリマーエマルジョンが連続塗膜を形成する過程において、ポリマー粒子は密に充填された配列を形成する必要があります。したがって、連続膜を形成するための条件には、エマルジョンの良好な分散性に加えて、ポリマー粒子の変形も含まれます。つまり、水の毛細管圧によって球状粒子間にかなりの圧力が発生する場合、球状粒子が密に配列するほど、圧力の上昇が大きくなります。
粒子同士が接触すると、水分の揮発によって生じる圧力によって粒子が押しつぶされ、変形して互いに結合し、塗膜を形成します。明らかに、比較的硬い剤を含むエマルジョンの場合、ポリマー粒子のほとんどは熱可塑性樹脂であり、温度が低いほど硬度が高まり、変形しにくくなるため、最低造膜温度の問題があります。つまり、ある温度以下では、エマルジョン中の水が蒸発した後も、ポリマー粒子は依然として離散状態にあり、一体化することができません。そのため、エマルジョンは水の蒸発によって連続した均一な塗膜を形成できません。そして、この特定の温度以上では、水が蒸発すると、各ポリマー粒子中の分子が浸透し、拡散し、変形し、凝集して連続した透明な膜を形成します。この膜を形成できる下限温度を最低造膜温度と呼びます。
MFFTは重要な指標であるポリマーエマルジョン特に低温期にはエマルジョンの使用が重要です。適切な対策を講じることで、ポリマーエマルジョンの最低造膜温度を用途要件に適合させることができます。例えば、エマルジョンに可塑剤を添加することでポリマーを軟化させ、エマルジョンの最低造膜温度を大幅に下げたり、最低造膜温度を調整したりすることができます。高分子量エマルジョンでは、添加剤などを使用します。
ロンゴウのMFFTVAE再分散性ラテックスパウダー一般的には0℃から10℃の間ですが、より一般的なのは5℃です。この温度では、ポリマー粉末連続した膜を形成します。一方、この温度を下回ると、再分散性ポリマー粉末の膜は連続的でなくなり、破断します。したがって、最低造膜温度は、プロジェクトの施工温度を示す指標となります。一般的に、最低造膜温度が低いほど、作業性は向上します。
TgとMFFTの違い
1. ガラス転移温度。物質が軟化する温度。主に非晶質ポリマーが軟化し始める温度を指します。ポリマーの構造だけでなく、分子量にも関係します。
2.軟化点
ポリマーの運動力の違いにより、ほとんどのポリマー材料は通常、ガラス状態、粘弾性状態、高弾性状態（ゴム状態）、粘性流動状態の4つの物理的状態（または機械的状態）をとることができます。ガラス転移は、高弾性状態とガラス状態の間の転移です。分子構造の観点から見ると、ガラス転移温度は、相転移とは異なり、ポリマーの非晶質部分が凍結状態から解凍状態へと緩和する現象です。転移中には相変化熱が発生するため、二次的な相転移（ポリマー動力学では一次転移と呼ばれる）です。ガラス転移温度以下では、ポリマーはガラス状態にあり、分子鎖とセグメントは動きません。分子を構成する原子（または基）のみが平衡位置で振動します。ガラス転移温度では、分子鎖は動きませんが、鎖セグメントが動き始め、高い弾性特性を示します。温度が再び上昇すると、分子鎖全体が動き、粘性流動特性を示します。ガラス転移温度 (Tg) は、非晶質ポリマーの重要な物理的特性です。
ガラス転移温度はポリマーの特性温度の一つです。ガラス転移温度を境界として、ポリマーは異なる物理的性質を示します。ガラス転移温度以下ではポリマー材料はプラスチックであり、ガラス転移温度以上ではポリマー材料はゴムです。エンジニアリング応用の観点から見ると、ガラス転移温度エンジニアリングプラスチックの使用温度の上限は、ゴムやエラストマーの使用温度の下限と等しくなります。
投稿日時: 2024年1月4日