পলিমারের কাচের পরিবর্তন তাপমাত্রা, গলিত তাপমাত্রা এবং সান্দ্র প্রবাহ তাপমাত্রাকে প্রভাবিত করার কারণগুলি

পলিমারের কাচের স্থানান্তর তাপমাত্রা (Tg), গলিত তাপমাত্রা (Tm) (স্ফটিক পলিমারের জন্য) এবং সান্দ্র প্রবাহ তাপমাত্রা (Tf) (অ-স্ফটিক পলিমারের জন্য) গুরুত্বপূর্ণ তাপমাত্রার পরামিতি। Tg পলিমারের পরিষেবা তাপমাত্রা নির্ধারণ করে, যখন Tm এবং Tf পলিমারের প্রক্রিয়াকরণ তাপমাত্রা নির্ধারণ করে। একটি পলিমারের Tg, Tm এবং Tf মানকে প্রভাবিত করে এমন অনেক কারণ রয়েছে।

পলিমার গঠন এবং বৈশিষ্ট্যের প্রভাব

I. চেইন গঠন

(১) প্রধান শৃঙ্খল। মূল শৃঙ্খলে ফিনাইল, বাইফিনাইল গ্রুপ এবং কনজুগেটেড ডাবল বন্ডের মতো অনমনীয় গ্রুপের প্রবর্তন শৃঙ্খলের অনমনীয়তা বৃদ্ধি করে, যেখানে Tg, Tm এবং Tf সবই বৃদ্ধি পায়; প্রধান শৃঙ্খলে ইথার বন্ড এবং বিচ্ছিন্ন ডাবল বন্ডের প্রবর্তন শৃঙ্খলকে নমনীয় করে তোলে এবং Tg, Tm এবং Tf সবই হ্রাস পায়।

(২) পার্শ্ব গ্রুপ। যখন পার্শ্ব গ্রুপটি একটি অনমনীয় গ্রুপ হয়, তখন পার্শ্ব গ্রুপের আয়তন বৃদ্ধির সাথে সাথে শৃঙ্খলের নমনীয়তা হ্রাস পায় এবং Tg, Tm এবং Tf সবগুলি বৃদ্ধি পায়; যখন পার্শ্ব গ্রুপ (বা পার্শ্ব চেইন) একটি নমনীয় গ্রুপ (বা নমনীয় চেইন) হয়, তখন পার্শ্ব গ্রুপ (চেইন) যত বড় হয়, নমনীয়তা তত ভাল হয়, তখন পুরো আণবিক চেইনের নমনীয়তা তত ভাল হয় এবং Tg, Tm এবং Tf সবগুলি হ্রাস পায়।

(1) এবং (2) এর সংমিশ্রণ দেখায় যে সমস্ত শৃঙ্খল কাঠামোর উপাদান যা শৃঙ্খলের দৃঢ়তা বৃদ্ধি করে Tg, Tm এবং Tf মান বৃদ্ধি করতে পারে, এবং সমস্ত শৃঙ্খল কাঠামোর উপাদান যা শৃঙ্খলের নমনীয়তা বৃদ্ধি করে Tg, Tm এবং Tf মান হ্রাস করতে পারে।

II. আন্তঃআণবিক বল
আণবিক শৃঙ্খলে মেরু গ্রুপগুলির মধ্যে শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া এবং শক্তিশালী আন্তঃআণবিক বলের সাথে মেরু পলিমারগুলির Tg, Tm এবং Tf মান অ-মেরু পলিমারের জন্য সংশ্লিষ্ট মানের তুলনায় বেশি থাকে; এবং Tg, Tm এবং Tf মানগুলি আন্তঃআণবিক বলের বৃদ্ধির সাথে সাথে বৃদ্ধি পায়।

III. আণবিক ওজন
যেহেতু Tm স্ফটিকীকরণের সাথে সম্পর্কিত, সাধারণভাবে, আণবিক ওজন Tm-এর উপর খুব কম প্রভাব ফেলে এবং Tg এবং Tf উভয়ই আণবিক ওজন বৃদ্ধির সাথে বৃদ্ধি পায়। Tg-এর ক্ষেত্রে, কম আণবিক ওজনে এই প্রবণতা আরও স্পষ্ট হয়, অন্যদিকে Tg অত্যন্ত ধীরে ধীরে পরিবর্তিত হয় যখন আণবিক ওজন একটি নির্দিষ্ট স্তরে বৃদ্ধি পায়।

Tf-এর উপর আণবিক ওজনের প্রভাব Tg-এর তুলনায় অনেক বেশি তাৎপর্যপূর্ণ। এর কারণ হল Tg-এর উপর আণবিক ওজনের প্রভাব চেইন এন্ড এফেক্টের সাথে সম্পর্কিত, যা কেবল তখনই দেখা যায় যখন সিস্টেমের চেইন এন্ড কন্টেন্ট তুলনামূলকভাবে বেশি থাকে, অর্থাৎ আণবিক ওজন তুলনামূলকভাবে কম থাকে; আণবিক ওজন একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে বেশি হওয়ার পরে এবং চেইন এন্ডের ওজন প্রায় নগণ্য পরিমাণে ছোট হওয়ার পরে, Tg-এর উপর এর প্রভাব উল্লেখযোগ্য নয়।

Tf হল সেই গুরুত্বপূর্ণ তাপমাত্রা যেখানে সমগ্র পলিমার শৃঙ্খলের ভর কেন্দ্র স্থানচ্যুত হয় এবং সমগ্র শৃঙ্খলের গতিবিধি সমস্ত শৃঙ্খল অংশের সমন্বিত গতিবিধি দ্বারা অর্জিত হয়। আণবিক ওজন যত বেশি হবে, তত বেশি সংখ্যক শৃঙ্খল অংশকে একযোগে চলাচল করতে হবে এবং চলাচলের সময় ঘর্ষণ বলকে অতিক্রম করতে হবে এবং Tf তত বেশি হবে। অতএব, Tf মান আণবিক ওজনের উপর দৃঢ়ভাবে নির্ভরশীল।

বাহ্যিক কারণের প্রভাব

I. ক্ষুদ্র অণু দ্রবণীয় সংযোজন

প্রক্রিয়াজাতকরণের বৈশিষ্ট্য উন্নত করার জন্য বা পণ্যটিতে একটি নির্দিষ্ট দিক প্রদানের জন্য কখনও কখনও উপাদানগুলিতে প্লাস্টিকাইজার বা অন্যান্য দ্রবণীয় সংযোজন যোগ করা হয়পলিমার গঠন এবং প্রক্রিয়াজাতকরণপলিমারের ক্ষেত্রে, এই ছোট অণুগুলি ডাইলুয়েন্টের সমতুল্য এবং তারা পলিমারের Tg, Tm এবং Tf হ্রাস করে।

II. বহিরাগত শক্তি

একমুখী বাহ্যিক বলের শৃঙ্খল অংশগুলির উপর চাপ সৃষ্টির প্রভাব থাকে, তাই বাহ্যিক বলের বৃদ্ধি Tg এবং Tf কমাতে পারে। বাহ্যিক বলের সময়কাল বৃদ্ধি অণুগুলির বাহ্যিক বলের দিকে চলাচলের পক্ষেও সহায়ক, যা Tfও কমায়। চাপ বৃদ্ধি মুক্ত আয়তন হ্রাস করে এবং Tg এবং Tf বৃদ্ধি করে।

Tm-এর উপর বাহ্যিক বলের প্রভাব নিম্নরূপ: যখন একটি পলিমার প্রসার্য বলের অধীনে স্ফটিকায়িত হয়, তখন স্ফটিকীকরণের ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়, স্ফটিকত্বের মাত্রা বৃদ্ধি পায় এবং স্ফটিকের গলনাঙ্কও বৃদ্ধি পায়, অর্থাৎ Tm বৃদ্ধি পায়; চাপের অধীনে স্ফটিকীকরণের ফলে ওয়েফারের পুরুত্ব বৃদ্ধি পায়, যা স্ফটিকের পরিপূর্ণতা বৃদ্ধি করে, Tm-কে উচ্চতর করে তোলে।

III. পরীক্ষার হার

এটি তাপমাত্রা পরীক্ষার পরিপ্রেক্ষিতে প্রাপ্ত পরীক্ষার মানের মাত্রার পরিপ্রেক্ষিতে। যেহেতু পলিমার শৃঙ্খলের চলাচল একটি শিথিলকরণ প্রক্রিয়া এবং সময়-নির্ভর, তাই Tg পরীক্ষার মান এবং পরীক্ষামূলক সময় স্কেলের মধ্যে একটি সম্পর্ক রয়েছে: উষ্ণায়নের হার বা গতিশীল পরীক্ষার ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি করলে Tg বৃদ্ধি পাবে। Tf এর ক্ষেত্রেও একই কথা প্রযোজ্য, এবং Tm এর ক্ষেত্রেও এর বিপরীত। Tm মান পরীক্ষা করার সময়, যদি তাপমাত্রা ধীরে ধীরে বৃদ্ধি করা হয়, তাহলে অসম্পূর্ণ শস্যগুলি প্রথমে গলিয়ে ফেলা যেতে পারে এবং তারপরে সামান্য বেশি তাপমাত্রায় আরও নিখুঁত এবং স্থিতিশীল স্ফটিকগুলিতে পুনঃস্ফটিক করা যেতে পারে। চূড়ান্ত তথাকথিত "গলনাঙ্ক" হল সেই তাপমাত্রা যেখানে সমস্ত আরও নিখুঁত স্ফটিক গলে যায় এবং দ্রুত তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে পরিমাপ করা মানের চেয়ে বেশি হবে।