Temperatura mięknienia
Temperatura mięknienia, temperatura mięknięcia – temperatura, w której materiał zaczyna zmieniać się z ciała stałego w plastyczną masę.
Podawana jest zwykle dla materiałów amorficznych lub częściowo krystalicznych i częściowo amorficznych posiadających mieszaną mikrostrukturę. Materiały amorficzne i amorficzno-krystaliczne zwykle nie mają temperatury topnienia, gdyż proces ich przejścia z ciała stałego w ciało o wysokiej lepkości zachodzi stopniowo i nie polega na prostej przemianie kryształu w ciecz. Do materiałów, dla których podaje się temperaturę mięknienia, należą między innymi:
- polimerowe tworzywa sztuczne
- szkło i materiały ceramiczne
- niektóre materiały budowlane (beton, asfalt)
- niektóre amorficzne materiały pochodzenia naturalnego (kauczuk naturalny, celuloza, chityna, woski, popiół, minerały amorficzne)
- niektóre rodzaje żywności (tłuszcze jadalne, sery topione).
Wszystkie tego rodzaju materiały mają tendencję do stopniowego stawania się coraz miększymi w pewnym zakresie temperatur – nie topią się one w ściśle określonej temperaturze. Zakres ten zależy nie tylko od natury i składu chemicznego materiału, ale także od jego historii termicznej i sposobu dokonywania pomiaru. Ze względu na ciągły, a nie skokowy, charakter zjawiska mięknienia, istnieją ścisłe normy, według których dokonuje się pomiaru temperatury jego zachodzenia. Metody te ogólnie sprowadzają się do pomiaru zmian twardości, wytrzymałości na zginanie lub rozciąganie w funkcji temperatury, przy czym za temperaturę mięknienia uznaje się tę, w której co najmniej jedna z tych wielkości przekracza określoną wartość.
Metody pomiaru edytuj
Dla różnych materiałów istnieją różne normy określające zasady pomiaru, na przykład:
- do polimerowych tworzyw sztucznych stosuje się kilka różnych odmian metody Vicata[1]
- do szkła i ceramiki stosuje się metodę Littletona[2]
- do tłuszczów jadalnych stosuje się zmodyfikowaną metodę Vicata[3].
Metoda Vicata edytuj
Zasada metody polega na określeniu temperatury, w której stalowa igła o określonej powierzchni przekroju pod stałym obciążeniem zagłębi się na głębokość 1 mm, przy stałym wzroście temperatury (wynoszącym od 50 lub 120 °C/godzinę).
Przyrządem pomiarowym jest termostat szafkowy wyposażony w zespół pionowych prętów obciążonych u góry ponad szafką obciążnikami o ciężarze 1 lub 5 kG (10 lub 50 N). U dołu pręt posiada stalową igłę o przekroju poprzecznym 1 mm².
Termostat sprzężony jest z zegarem, by zachować stały w czasie przyrost temperatury podczas badania.
Pręty przenoszące nacisk obciążników na próbkę sprzężone są ze wskaźnikami elektronicznymi lub mechanicznymi połączonymi z układem dzwonkowym informującym o odpowiednim zagłębieniu igły. Umożliwia to łatwe odczytywanie zagłębienia igły oraz temperatury mięknienia. Temperaturę odczytuje się przy pomocy termometru, który powinien być umieszczony jak najbliżej badanej próbki.
Obecnie dostępne urządzenia pozwalają w pełni automatyczny sposób kontrolować przebieg badania oraz gromadzić dane.
Przypisy edytuj
- ↑ PN-93/C-89024
- ↑ PN-76/B-13112
- ↑ PN-60/A-86919. [dostęp 2016-06-03]. [zarchiwizowane z tego adresu (2018-09-26)].
Bibliografia edytuj
- Władysław Przygocki, Andrzej Włochowicz: Fizyka polimerów. Warszawa: PWN, 2001. ISBN 83-01-13303-1. OCLC 749201543.