در داخل هر ملکول پیوندهای بین ملکول های زنجیره ای دراز همجوار (پیوندهای ثانویه) بسیار ضعیف تر از پیوندهای کووالانت (پیوندهای اولیه) بین مرها هستند. استحکام پیوندهای ثانویه، استحکام کلی پلیمر را تعیین می کنند. پلیمرهای خطی و شاخه ای پیوندهای ثانویه ضعیف دارند.
در مورد پلیمرهای خاصی، به محض این که دما به مقداری بالاتر از دمای تبدیل شیشه ای ، یا نقطه ذوب T می رسد، شکل دادن یا قالبگیری آنها به اشکال مورد نظر آسان تر می شود.
چنین دمای افزایش یافته ای پیوندهای ثانویه را (به واسطه ارتعاش حرارتی ملکول های دراز) ضعیف می کند و در نتیجه زنجیره های همجوار تحت نیروهای شکل دادن قطعه ترموپلاستیکی می توانند بسیار آسان حرکت کنند.
حال چنانچه پلیمر را سرد کنیم، سختی و استحکام اولیه خود را باز می یابد. به عبارت دیگر، این فرایند برگشت پذیر است. پلیمرهایی که چنین رفتاری را نشان می دهند به ترموپلاستیک ها موسومند. نمونه هایی از این پلیمرها، اکریلیک ها، سلولزی ها، نایلونها، پلی اتیلن ها و پلی وینیل کلراید است.
رفتار ترموپلاستیک ها به چه چیزی بستگی دارد؟
رفتار ترموپلاستیک ها علاوه بر ساختار و ترکیب آنها به متغیرهای دیگری نیز بستگی دارد. از مهمترین آنها دما و آهنگ تغییر شکل است. بسیاری از پلیمرها زیر دمای تبدیل شیشه ای، به صورت شیشه ای و تردند و شبیه یک جامد الاستیک رفتار می کنند؛ به این معنی که، رابطه بین تنش و کرنش آنها خطی است
رفتار شیشه ای را می توان با یک فنر که سفتی آن معادل ضریب الاستیسیته پلیمر باشد، نمایش داد. هنگامی که تنش وارده افزایش می یابد، پلیمر در نهایت درست مانند یک قطعه شیشه در دمای اتاق می شکند. پلاستیک ها، مانند فلزات پدیده های خستگی و خزش نیز دارند.
نمونه ای از منحنی های تنش - کرنش ترموپلاستیک ها و ترموست ها در دمای اتاق نشان داده شده است
خواص مکانیکی چند پلیمر که درآمده است، نشان می دهند که سفتی ترموپلاستیک ها در ردیف صدم سفتی فلزات و استحکام کششی نهایی آنها حدود یکدهم مقدار آن برای فلزات است
آثار دما در ترموپلاستیک ها
اگر پلیمر ترموپلاستیک را به دمایی بالاتر از ۷ آن ببریم، ابتدا چرمی می شود و سپس با افزایش دما، لاستیکی خواهد شد. بالاخره، در دماهای بالاتر، (مثلا، بالای T در مورد ترموپلاستیک های بلوری)، مایعی ویسکوز شاده؛ ویسکوزیته آن با افزایش دما کاهش پیدا می کند.
در دماهای بالاتر از این، رفتار یک ترموپلاستیک را می توان به بستنی تشبیه کرد. در این حالت نرم می شود و می توان آن را به اشکال مختلف قالبگیری و دوباره منجمد کرد، دوباره نرم کرد و چندین بار قالبگیری کرد. اما، در عمل، گرم و سرد کردن مکرر موجب تجزیه، با پیر سازی حرارتی ترموپلاستیک ها می شود.
اثر نوعی دما بر استحکام و ضریب الاستیسیته ترموپلاستیک ها شبیه فلزات است؛ با افزایش دما، استحکام و ضریب الاستیسیته ترموپلاستیک ها کاهش و چقرمگی آنها افزایش پیدا می کند
دیدگاهتان را بنویسید