玻璃化温度

中型客车2023-02-03  30

玻璃化温度是指高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度。

玻璃态,高弹态,粘流态,由玻璃态转变到高弹态的温度称为玻璃化温度。Tg,由高弹态转变到粘流态的温度称为粘流化温度,Tf。玻璃化温度Tg是高聚物的链节开始旋转的最低温度,它的高低与分子链的柔顺性和分子链间的相互作用力大小有所关联。分子链的柔顺性越大,分子链间的作用力也就越小,Tg越低。弹性也就越好,所以温度能影响高聚物的弹性、缩性。

玻璃化转变温度

玻璃化转变温度常简称玻璃化温度,指无定形聚合物(包括结晶型聚合物中的非结晶部分)由高弹态转变为玻璃态或者玻璃态转变为高弹态的温度,是无定形聚合物大分子链段自由运动的最低温度,通常用Tg表示。通常可以用DSC差示扫描量热仪来测试。

在此温度以上,高聚物表现出弹性,在此温度以下,高聚物表现出脆性,在用作塑料、橡胶、合成纤维等时必须加以考虑。比如,橡胶的工作温度必须在玻璃化温度以上,否则就失去高弹性。

玻璃化转变是非晶态高分子材料(即非晶型聚合物)固有的性质,是高分子运动形式转变的宏观体现,它直接影响到材料的使用性能和工艺性能,因此长期以来它都是高分子物理研究的主要内容。

绝大多数聚合物材料通常可处于以下四种物理状态(或称力学状态):玻璃态、粘弹态、高弹态(橡胶态)和粘流态。而玻璃化转变则是高弹态和玻璃态之间的转变,从分子结构上讲,玻璃化转变温度是高聚物无定形部分从冻结状态到解冻状态的一种松弛现象。

以DSC为例,当温度逐渐升高,通过高分子聚合物的玻璃化转变温度时,DSC曲线上的基线向吸热方向移动(见图)。图中A点是开始偏离基线的点。将转变前后的基线延长,两线之间的垂直距离为阶差ΔJ,在ΔJ/2 处可以找到C点,从C点作切线与前基线相交于B点,B点所对应的温度值即为玻璃化转变温度Tg。

常见的结晶性塑料有:聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚甲醛POM、聚酰胺PA6、聚酰胺PA66、PET、PBT等


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