Extrapolierter Knickpunkt der Volumen-Temperaturkurve bei der kontrollierten Erwärmung eines Polymerwerkstoffes.
Abb. G 11: Darstellung des Glaspunktes TG als Knickpunkt der Volumen-Temperatur-Kurve eines Thermoplasten. (Quelle: G. Henkel)
Polymerwerkstoffe mit vornehmlich ungeordneter amorpher Struktur sind physikalisch als unterkühlte Flüssigkeiten (Schmelzen) zu betrachten, wobei die Struktur des Makromolekülverbands (Makromolekül) bei Normaltemperatur auch als glasig spröde zu bezeichnen ist. Die Kohäsionskräfte zwischen den Makromolekülen sind typische Sekundärbindungskräfte (Chemische Bindungen) und verursachen aufgrund der Sperrigkeit der Molekülgebilde (Unbeweglichkeit) entsprechende Härte und Sprödigkeit des Werkstoffs. Beim Erwärmen der Substanzen erreicht man zunächst einen ersten Einfrierbereich (Umwandlungsbereich 2. Ordnung), indem die zwischenmolekularen Kräfte durch Wärmebewegung teilweise überwunden werden.
Dieser Vorgang der zunehmenden Auftauung der ungeordneten Kettensegmente erfolgt beim Glaspunkt, wobei die Molekülketten zwar noch aneinander verankert sind, aber bereits eine Mikrobrownsche Bewegung um die noch bestehenden Haftpunkte erlauben.
Das typische Beispiel für den Glaspunkt zeigt PVC bei ca. 60–65 °C, wobei eine erhebliche mechanische Festigkeitsreduktion eintritt, ohne dass das PVC dadurch schon warmformbar wäre. Eine schmelztechnische Verarbeitung von PVC (z. B. Spritzgießen, Extrudieren) ergibt sich erst deutlich oberhalb 100 °C.
Bei amorphen Polymeren (Thermoplasten) liegen die Glastemperaturen eindeutig fest und sind Grenztemperaturen für die Werkstoffnutzung hinsichtlich der mechanischen Festigkeit (Tab. G 3).
© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie