Co je to Glass Transition?

Polymery, které nejsou strukturovány jako krystaly na molekulární úrovni, se mění s teplotou odlišnou od krystalických látek. Teplota skelného přechodu je bod, ve kterém polymer podléhá změně stavu. Materiály nad touto teplotou jsou obecně flexibilnější a materiály s nižší teplotou jsou křehké, protože molekuly se nemohou ohýbat nebo snadno pohybovat na různých místech. Skleněný přechod je vidět pouze u pevných látek, které nemají molekuly uspořádané do krystalů; tyto se nazývají amorfní a zahrnují sklo, gely a tenké filmy.

V závislosti na materiálu dochází ke skelnému přechodu při jiné teplotě, která souvisí s jeho tepelnou kapacitou. Některé materiály, jako je guma, mají jak krystalické, tak amorfní molekuly. Teploty pro každý objekt se mohou lišit. Struktury na bázi krystalů tají při určité teplotě, ale struktury s oběma druhy molekul mají sklon k toku po dlouhou dobu. Amorfní složky mohou být silné při jedné teplotě, zatímco krystalické molekuly mohou být v roztaveném stavu, pokud již prošly fázovým přechodem.

Skelný přechod se liší od skutečného tání, protože nedochází k žádnému latentnímu teplu, které by absorbovalo zvýšení teploty. Na rozdíl od tající látky bude přechodný polymer i nadále přecházet, jakmile teplota přechází. Tepelná kapacita polymeru se přesto zvyšuje, takže proces, kterému prochází, se nazývá přechod druhého řádu. Krystalické struktury místo toho absorbují teplo a neztrácejí teplotu, zatímco se tají.

Pokud by to mělo být fyzicky ohnuté, předmět by se ohnul jako kus gumy, když je pod bodem přechodu ze skla. Může také zůstat pevná, pokud jsou molekulární vazby dostatečně silné, aby vydržely sílu. Objekty s molekulami, které nejsou tak silné, se rozbijí nebo rozbijí pod teplotou skelného přechodu. Plastové palubní desky automobilů i plastové palety často reagují podobným způsobem na změny teploty.

Amorfní materiály vyžadují ke změně své molekulární struktury určité množství tepelné energie. Přechod skla závisí na energii potřebné ke změně stavu konkrétního materiálu. Tento jev se liší od tání také proto, že není tak zřejmý. Materiály často nevykazují související vlastnosti po přechodu na sklo, pokud na ně není aplikována síla. Tavení je však vizuálně zřejmé a má dramatičtější účinek, například když se krystalická ledová kostka roztaví do vody, která snadno teče přes povrch.