I/ MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU
4.2.1/ Nhựa nhiệt dẻo
Về cơ bản nhựa nhiệt dẻo là vật liệu mềm khi bị đốt nóng. Tuy nhiên thuật ngữ này thường dùng cho các chất có sự thay đổi theo một chuỗi tính chất xác định khi nhiệt độ tăng. Trên hình I.1 so sánh các tính chất nhựa nhiệt dẻo của các polime vô định hình, kết tinh và bán kết tinh. Vật liệu polime vô định hình có chứa các mạch cuộn xoắn ngẫu nhiên. Vật liệu vi tinh thể (thường viết gọn là tinh “thể”) có chứa các vùng mà ở đó các mạch polime xắp xếp theo chuỗi có trật tự. Những vùng tinh thể này nằm bên trong nền polime vô định hình.
Cả hai loại nhựa vô định hình và kết tinh đều ở trạng thái thủy tinh ở nhiệt độ thấp, và cả hai chuyển từ trạng thái thủy tinh sang elastome đàn hồi hoặc nhự mềm dẻo khi nhiệt độ tăng. Sự thay đổi từ thủy tinh sang đàn hồi thường xảy ra trong khoảng nhiệt độ khá hẹp (từ 2 tới 5oC), và điểm chuyển pha này gọi là nhiệt độ thủy tinh hóa là một đặc tính quan trọng. HÌNH I.1
Ở nhiệt độ cao hơn Tg, các polime vô định hình có tính chất khác với polime kết tinh. Khi tăng nhiệt độ của polime vô định hình, pha đàn hồi từ từ chuyển sang pha mềm dẻo rất đàn hồi, kề đó thành dạng keo dính và cuối cùng là hóa lỏng. Không có sự chuyển pha rõ ràng nhưng chỉ là sự thay đổi dần tính chất.
Trái lại các polime kềt tinh vẫn còn ở trạng thái đàn hồi mềm dẻo ở trên nhiệt độ thủy tinh hóa cho tới nhiệt độ chảy (Tm). Ở nhiệt độ này vật liệu bắt đầu hóa lỏng. Cùng với quá trình chảy còn có mất tính khúc xạ kép quang học và tán xạ tinh thể tia X đặc trưng cho trạng thái kết tinh.
Một số polime còn có chuyển pha phụ giữa nhiệt độ thủy tinh hóa và tạo thành chất lỏng đẳng hướngthực. Các loại polime này còn gọi là polime tinh thể lỏng. Khi nhiệt độ tăng polime tinh thể lỏng chuyển pha thủy tinh thông thường và pha vi tinh thể nhưng lại xảy ra chuyển pha tựa chảy (Ttc) ở nhiệt độ dưới điểm hóa lỏng hoàn toàn (Tm). Ở nhiệt độ giữa Ttc và Tm polime có một số đặc tính của vật liệu nóng chảy(ví dụ như có thể chảy được), nhưng các kỹ thuật vật lý cho thấy vẫn còn giữ được một ít cấu trúc trật tự. Ở pha này các nhóm thế có thể được sắp xếp lỏng lẻo, hoặc các đoạn mạch chính vẫn còn sắp xếp thẳng hàng một chút. Chỉ ở nhiệt độ chuyển pha cao nhất (Tm) tấc cả cấu trúc không còn và vật liệu trở thành chất lỏng đẳng hướng.
Tính vô định hình, tinh thể và tinh thể lỏng nêu trên là đặc trưng của các polime mạch thẳng và mạch nhánh, của các copolime hoặc của các polime mạch vòng thẳng. Nói chung các đặc tính này không có ở các polime khâu mạch nhiều. Khi nhiệt độ tăng, hiện tượng chảy chỉ xảy ra khi các đơn vị kết mạng hoặc các liên kết mạch chính bị cắt do nhiệt. Cac olime khâu mạch ít có nhiều tính chất của polime nhiệt dẻo thông thường, ngoại trừ không thể tạo thành pha thực. polime nhiệt dẻo mềm dẻo dưới tác dụng nhiệt để gia công tạo hình. Có thể tài chế được.