গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রার সংজ্ঞা
গ্লাস-ট্রানজিশন টেম্পারেচার (Tg) হলো সেই তাপমাত্রা, যে তাপমাত্রায় একটি পলিমার স্থিতিস্থাপক অবস্থা থেকে কাঁচসদৃশ অবস্থায় পরিবর্তিত হয়। এটি একটি অনিয়তাকার পলিমারের (স্ফটিকাকার পলিমারের অ-স্ফটিকাকার অংশ সহ) কাঁচসদৃশ অবস্থা থেকে অত্যন্ত স্থিতিস্থাপক অবস্থায় অথবা পরবর্তী অবস্থা থেকে পূর্ববর্তী অবস্থায় রূপান্তরের তাপমাত্রাকে বোঝায়। এটি সর্বনিম্ন তাপমাত্রা যেখানে অনিয়তাকার পলিমারের ম্যাক্রোমলিকিউলার অংশগুলো অবাধে চলাচল করতে পারে। সাধারণত একে Tg দ্বারা প্রকাশ করা হয়। পরিমাপের পদ্ধতি এবং অবস্থার উপর নির্ভর করে এর মান ভিন্ন হয়।
এটি পলিমারের একটি গুরুত্বপূর্ণ কার্যকারিতা সূচক। এই তাপমাত্রার উপরে পলিমার স্থিতিস্থাপকতা দেখায়; এই তাপমাত্রার নিচে পলিমার ভঙ্গুরতা দেখায়। প্লাস্টিক, রাবার, সিন্থেটিক ফাইবার ইত্যাদি হিসেবে ব্যবহারের সময় এটি অবশ্যই বিবেচনা করতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, পলিভিনাইল ক্লোরাইডের গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা হলো ৮০°C। তবে, এটি পণ্যটির কার্যকরী তাপমাত্রার সর্বোচ্চ সীমা নয়। উদাহরণস্বরূপ, রাবারের কার্যকরী তাপমাত্রা অবশ্যই গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রার উপরে হতে হবে, অন্যথায় এটি তার উচ্চ স্থিতিস্থাপকতা হারাবে।
যেহেতু পলিমারের ধরণ তার প্রকৃতি বজায় রাখে, তাই ইমালশনেরও একটি গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা থাকে, যা পলিমার ইমালশন দ্বারা গঠিত আবরণ ফিল্মের কাঠিন্যের একটি সূচক। উচ্চ গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা সম্পন্ন ইমালশনের আবরণ উচ্চ কাঠিন্য, উচ্চ ঔজ্জ্বল্য, ভালো দাগ প্রতিরোধ ক্ষমতা সম্পন্ন হয় এবং সহজে দূষিত হয় না, এবং এর অন্যান্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলোও সেই অনুযায়ী উন্নত হয়। তবে, গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা এবং এর সর্বনিম্ন ফিল্ম-গঠন তাপমাত্রাও বেশি হয়, যা নিম্ন তাপমাত্রায় ব্যবহারের ক্ষেত্রে কিছু সমস্যা তৈরি করে। এটি একটি স্ববিরোধিতা, কারণ যখন পলিমার ইমালশন একটি নির্দিষ্ট গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রায় পৌঁছায়, তখন এর অনেক বৈশিষ্ট্য গুরুত্বপূর্ণভাবে পরিবর্তিত হয়, তাই উপযুক্ত গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা অবশ্যই নিয়ন্ত্রণ করতে হবে। পলিমার-সংশোধিত মর্টারের ক্ষেত্রে, গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা যত বেশি হবে, সংশোধিত মর্টারের সংকোচন শক্তি তত বেশি হবে। গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা যত কম হবে, সংশোধিত মর্টারের নিম্ন-তাপমাত্রার কার্যকারিতা তত ভালো হবে।
সর্বনিম্ন ফিল্ম গঠনের তাপমাত্রার সংজ্ঞা
সর্বনিম্ন ফিল্ম গঠন তাপমাত্রা একটি গুরুত্বপূর্ণশুকনো মিশ্রিত মর্টারের সূচক
MFFT বলতে সেই সর্বনিম্ন তাপমাত্রাকে বোঝায়, যে তাপমাত্রায় ইমালশনের মধ্যে থাকা পলিমার কণাগুলোর একে অপরের সাথে একত্রিত হয়ে একটি অবিচ্ছিন্ন ফিল্ম তৈরি করার জন্য যথেষ্ট সচলতা থাকে। পলিমার ইমালশনের একটি অবিচ্ছিন্ন আবরণী ফিল্ম তৈরির প্রক্রিয়ায়, পলিমার কণাগুলোকে অবশ্যই একটি নিবিড়ভাবে সজ্জিত বিন্যাস গঠন করতে হয়। সুতরাং, ইমালশনের ভালো বিচ্ছুরণের পাশাপাশি, একটি অবিচ্ছিন্ন ফিল্ম তৈরির শর্তগুলোর মধ্যে পলিমার কণাগুলোর বিকৃতিও অন্তর্ভুক্ত থাকে। অর্থাৎ, যখন পানির কৈশিক চাপ গোলাকার কণাগুলোর মধ্যে যথেষ্ট চাপ সৃষ্টি করে, তখন গোলাকার কণাগুলো যত কাছাকাছি সজ্জিত থাকে, চাপের বৃদ্ধিও তত বেশি হয়।
যখন কণাগুলো একে অপরের সংস্পর্শে আসে, তখন পানির বাষ্পীভবনের ফলে সৃষ্ট চাপ কণাগুলোকে সংকুচিত ও বিকৃত করে একে অপরের সাথে বন্ধন তৈরি করতে বাধ্য করে, যার ফলে একটি আবরণী ফিল্ম গঠিত হয়। স্পষ্টতই, অপেক্ষাকৃত কঠিন উপাদানযুক্ত ইমালশনের ক্ষেত্রে, যেখানে বেশিরভাগ পলিমার কণাই থার্মোপ্লাস্টিক রেজিন, তাপমাত্রা যত কম হয়, কাঠিন্য তত বেশি হয় এবং একে বিকৃত করাও তত কঠিন হয়ে পড়ে, ফলে এখানে একটি ন্যূনতম ফিল্ম-গঠনকারী তাপমাত্রার সমস্যা দেখা দেয়। অর্থাৎ, একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রার নিচে, ইমালশনের পানি বাষ্পীভূত হওয়ার পরেও পলিমার কণাগুলো বিচ্ছিন্ন অবস্থায় থাকে এবং একত্রিত হতে পারে না। তাই, পানির বাষ্পীভবনের কারণে ইমালশন একটি অবিচ্ছিন্ন ও সুষম আবরণ তৈরি করতে পারে না; এবং এই নির্দিষ্ট তাপমাত্রার উপরে, যখন পানি বাষ্পীভূত হয়, তখন প্রতিটি পলিমার কণার ভেতরের অণুগুলো একে অপরের মধ্যে প্রবেশ করে, ব্যাপিত হয়, বিকৃত হয় এবং একত্রিত হয়ে একটি অবিচ্ছিন্ন স্বচ্ছ ফিল্ম গঠন করে। যে নিম্ন তাপমাত্রায় ফিল্ম গঠিত হতে পারে, তাকে ন্যূনতম ফিল্ম-গঠনকারী তাপমাত্রা বলা হয়।
MFFT একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচকপলিমার ইমালশনএবং নিম্ন তাপমাত্রার ঋতুতে ইমালশন ব্যবহার করা বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। উপযুক্ত ব্যবস্থা গ্রহণের মাধ্যমে পলিমার ইমালশনের একটি ন্যূনতম ফিল্ম-গঠন তাপমাত্রা নিশ্চিত করা যায় যা ব্যবহারের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে। উদাহরণস্বরূপ, ইমালশনে প্লাস্টিসাইজার যোগ করলে তা পলিমারকে নরম করে এবং ইমালশনের ন্যূনতম ফিল্ম-গঠন তাপমাত্রা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে, অথবা উচ্চতর পলিমার ইমালশনের ন্যূনতম ফিল্ম-গঠন তাপমাত্রা সামঞ্জস্য করার জন্য অ্যাডিটিভ ইত্যাদি ব্যবহার করা হয়।
লংগুর এমএফএফটিVAE পুনঃবিক্ষিপ্তযোগ্য ল্যাটেক্স পাউডারসাধারণত ০°C থেকে ১০°C এর মধ্যে থাকে, তবে ৫°C বেশি প্রচলিত। এই তাপমাত্রায়,পলিমার পাউডারএই তাপমাত্রায় একটি অবিচ্ছিন্ন ফিল্ম তৈরি হয়। পক্ষান্তরে, এই তাপমাত্রার নিচে পুনঃবিক্ষিপ্তযোগ্য পলিমার পাউডারের ফিল্মটি আর অবিচ্ছিন্ন থাকে না এবং ভেঙে যায়। অতএব, সর্বনিম্ন ফিল্ম গঠনকারী তাপমাত্রা হলো একটি সূচক যা প্রকল্পের নির্মাণ তাপমাত্রাকে নির্দেশ করে। সাধারণভাবে, সর্বনিম্ন ফিল্ম গঠনকারী তাপমাত্রা যত কম হয়, কার্যক্ষমতাও তত ভালো হয়।
Tg এবং MFFT এর মধ্যে পার্থক্য
১. কাচ রূপান্তর তাপমাত্রা হলো সেই তাপমাত্রা, যে তাপমাত্রায় কোনো পদার্থ নরম হয়ে যায়। এটি প্রধানত সেই তাপমাত্রাকে বোঝায়, যে তাপমাত্রায় অনিয়তাকার পলিমারগুলো নরম হতে শুরু করে। এটি কেবল পলিমারের গঠনের সাথেই সম্পর্কিত নয়, বরং এর আণবিক ওজনের সাথেও সম্পর্কিত।
২. নরম করার বিন্দু
পলিমারের বিভিন্ন গতিশীল বলের উপর ভিত্তি করে, বেশিরভাগ পলিমার উপাদান সাধারণত নিম্নলিখিত চারটি ভৌত অবস্থায় (বা যান্ত্রিক অবস্থায়) থাকতে পারে: কাঁচসদৃশ অবস্থা, ভিসকোইলাস্টিক অবস্থা, উচ্চ স্থিতিস্থাপক অবস্থা (রাবার অবস্থা) এবং সান্দ্র প্রবাহ অবস্থা। কাঁচ রূপান্তর হলো উচ্চ স্থিতিস্থাপক অবস্থা এবং কাঁচসদৃশ অবস্থার মধ্যবর্তী রূপান্তর। আণবিক কাঠামোর দৃষ্টিকোণ থেকে, কাঁচ রূপান্তর তাপমাত্রা হলো পলিমারের অনিয়তাকার অংশের হিমায়িত অবস্থা থেকে গলিত অবস্থায় যাওয়ার একটি শিথিলকরণ ঘটনা, যা দশার থেকে ভিন্ন। এই রূপান্তরের সময় দশা পরিবর্তনের তাপ উৎপন্ন হয়, তাই এটি একটি গৌণ দশা রূপান্তর (পলিমার ডায়নামিক মেকানিক্সে যাকে প্রাথমিক রূপান্তর বলা হয়)। কাঁচ রূপান্তর তাপমাত্রার নিচে, পলিমার কাঁচসদৃশ অবস্থায় থাকে এবং আণবিক শৃঙ্খল ও খণ্ডাংশগুলো নড়াচড়া করতে পারে না। শুধুমাত্র অণু গঠনকারী পরমাণুগুলো (বা গুচ্ছগুলো) তাদের সাম্যাবস্থার অবস্থানে কম্পন করে; অপরদিকে কাঁচ রূপান্তর তাপমাত্রায়, যদিও আণবিক শৃঙ্খলগুলো নড়াচড়া করতে পারে না, কিন্তু শৃঙ্খলের খণ্ডাংশগুলো নড়াচড়া শুরু করে, যা উচ্চ স্থিতিস্থাপক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। তাপমাত্রা আবার বাড়লে, সম্পূর্ণ আণবিক শৃঙ্খলটি নড়াচড়া করবে এবং সান্দ্র প্রবাহ বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করবে। কাচ রূপান্তর তাপমাত্রা (Tg) হলো অনিয়তাকার পলিমারের একটি গুরুত্বপূর্ণ ভৌত বৈশিষ্ট্য।
গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা হলো পলিমারের অন্যতম বৈশিষ্ট্যসূচক তাপমাত্রা। গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রাকে সীমা ধরে পলিমারগুলো ভিন্ন ভিন্ন ভৌত বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে: গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রার নিচে পলিমার পদার্থটি প্লাস্টিক; এবং গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রার উপরে পলিমার পদার্থটি রাবার। প্রকৌশলগত প্রয়োগের দৃষ্টিকোণ থেকে, গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা সম্পন্ন প্রকৌশলগত প্লাস্টিকের ব্যবহারের ঊর্ধ্বসীমা হলো রাবার বা ইলাস্টোমারের ব্যবহারের নিম্নসীমা।
পোস্ট করার সময়: ০৪-জানুয়ারি-২০২৪