Értse meg a hőtulajdonságokat profi módon

Szinte minden anyagnál találhat információt a "hőállóságáról". Ez a kifejezés azonban nagyon tág, és nem rendelkezik egyértelmű definícióval a weboldalakon. Ha az anyag hőállósága kulcsfontosságú az alkalmazásához, mélyebb megértés szükséges a műszaki adatlapokon szereplő egyes kifejezésekről. Kezdjük azzal, amivel leggyakrabban találkozunk:

Üvegesedési hőmérséklet (Tg)

A Tg az a hőmérséklet, amelyen a polimer kristályos vagy félkristályos része elkezd olvadni, és rendezett szerkezetből amorf szerkezetűvé változik.

Egyszerűen fogalmazva, ez az a hőmérséklet, amelynél az anyag belső szerkezete elkezd változni, és az anyag "elkezdi elveszíteni" mechanikai tulajdonságait. Első pillantásra úgy tűnhet, hogy ha túllépjük a Tg-t, már nem számíthatunk az adott anyagból készült nyomatra. A Tg azonban abban áruló, hogy nem mond semmi konkrétat a mechanikai tulajdonságokról, csak azt, hogy változnak, de mennyivel, azt a Tg nem árulja el. A Tg nem mechanikai terhelési teszt, hanem kémiai tulajdonság.

Tehát ha a Tg nem mond sokat a mechanikai tulajdonságokról, mit kell néznem?

A második kifejezés, amit bemutatunk:

Hőalak-változási hőmérséklet (HDT)

"A HDT a polimer deformációval szembeni ellenállásának mértéke adott terhelés mellett emelt hőmérsékleten." A gyakorlatban ez az a hőmérséklet, amelyen egy adott polimer minta 0,25 mm-rel meghajlik adott terhelés mellett. A 2 leggyakrabban használt terhelés: - 1,8 MPa (264 psi) ISO 75-A – 0,46 MPa (67 psi) ISO 75-B

A HDT az anyag merevségének fokát jelenti a hőmérséklet emelkedésekor, mechanikai alkalmazásokhoz sokkal relevánsabb, mint a Tg!

A Tg és a HDT közötti különbséget a legjobban két anyag példáján szemléltethetjük közvetlenül webshopunkból: PLA Filament-PM:

• Tg: 55°C, HDT (módszer ismeretlen, 0,46 MPA-t feltételezünk): 55°C
• PolyMide™ PA6-CF PolyMaker: Tg: 56,6°C, HDT 0,46 MPa: 215°C!
  

Érdekes tény: Egyes anyagokat szándékosan a Tg felett használunk (TPE, TPU), mert akkor hasznosabb tulajdonságaik vannak számunkra (rugalmasság).

Források:
https://www.toppr.com/guides/chemistry/the-solid-state/crystalline-and-amorphous-solids/
https://omnexus.specialchem.com/polymer-properties/properties/glass-transition-temperature
https://omnexus.specialchem.com/polymer-properties/properties/heat-deflection-temperature-of-plastics
https://www.iso.org/standard/55653.html