Vad är glasövergång?

Polymerer som inte är strukturerade som kristaller på molekylnivån ändrar tillstånd med temperaturen annorlunda än kristallina substanser. Glasövergångstemperaturen är den punkt vid vilken polymeren genomgår en förändring i tillståndet. Material över denna temperatur är i allmänhet mer flexibla, och de i kallare temperaturer är ömtåliga eftersom molekylerna inte kan böjas eller lätt flyttas till olika platser. Glasövergång ses endast i fasta ämnen som inte har molekyler arrangerade i kristaller; dessa kallas amorf och inkluderar glas, geler och tunna filmer.

Beroende på material inträffar glasövergångspunkten vid en annan temperatur, som är relaterad till dess värmekapacitet. Vissa material som gummi har både kristallina och amorfa molekyler. Temperaturen för varje i ett objekt kan vara olika. Kristallbaserade strukturer smälter vid en viss temperatur, men strukturer med båda typer av molekyler tenderar att flyta under långa tidsperioder. Amorfa komponenter kan vara starka vid en temperatur, medan kristallina molekyler kan vara i ett smält tillstånd om de redan har genomgått fasövergång.

Glasövergången skiljer sig från den faktiska smältningen eftersom det inte finns någon latent värme för att absorbera temperaturökningar. Till skillnad från en smältande substans kommer en övergångspolymer att fortsätta att värmas upp när övergångstemperaturen korsas. Polymerens värmekapacitet ökar ändå, så processen som den genomgår kallas en andra ordningens övergång. Kristallina strukturer absorberar istället värme och ökar inte i temperaturen medan de smälter.

Om det skulle böjas fysiskt skulle ett föremål böjas som en bit gummi när det är under glasövergången. Det kan också förbli fast om molekylbindningarna är tillräckligt starka för att motstå kraften. Objekt med molekyler som inte är lika starka kommer att bryta eller krossas under glasövergångstemperaturen. Plastbils instrumentbrädor såväl som plastblek reagerar ofta på liknande sätt med temperaturförändringar.

Amorfa material kräver en viss mängd värmeenergi för att ändra deras molekylstruktur. Glasövergången är beroende av energin som behövs för att ändra tillståndet för ett visst material. Fenomenet skiljer sig från att smälta också eftersom det inte är så uppenbart. Material visar ofta inte de tillhörande egenskaperna efter glasövergång om inte en kraft appliceras på dem. Smältning är emellertid visuellt uppenbar och har en mer dramatisk effekt, till exempel när en kristallin isbit smälter i vatten som rinner lätt över en yta.