玻璃化转讲义变温度
玻璃化转变温度、熔融指数、热变形温度
玻璃化转变温度、熔融指数、热变形温度有什麼区别？对于高分子量聚合物，玻璃化转变温度就是聚合物材料从玻璃态到高弹态的转变温度：对于低分子量聚合物，玻璃化转变温度就是聚合物从玻璃态到粘流态的转变温度。
熔融指数：热塑性塑料在一定温度和压力下，熔体在十分钟内通过标准毛细管的重量值。
热变形温度是指对浸在120℃/h的升温速率升温的导热的液体介质中的一定尺寸的矩形树脂试样施以规定负荷（1.81N/mm2或0.45 N/mm2），试样中点的变形量达到与试样高度相对应的规定值时的温度。
从上述定义可知：熔融指数是重量值；玻璃化转变温度/热变形温度是温度值；玻璃化转变温度是相态完全转化所对应温度，热变形温度是相态转化到一定程度所对应温度。
熔融常温下是固体的物质在达到一定温度后熔化，成为液态，称为熔融状态。
也是液态，只是在常温下不稳定。
分低共熔与共熔低共熔——指的在相图中的低共熔点处,具体是指几个相降温到开始共熔的点处的共熔,而共熔——一起熔融的意思.熔融：原指纤维的着火点、燃烧热、火焰温度和限氧指数等指标，对易燃程度，火势的蔓延与扩大，有决定作用。
有的纤维在燃烧的同时，受热熔化，象蜡烛油一样脱离火源。
它对燃烧，起到釜底抽薪的缓解作用，但熔融物若与皮肤接触，会造成难以剥离的严重烫伤。
合成纤维存在熔融问题，与纤维素纤维混纺的织物，在测试中可以做到不滴熔融物，但粘搭烫伤皮肤的问题依然存在，经过阻燃整理，或在合成纤维纺丝液中加入阻燃剂，可以使合纤达到阻燃要求，但融点改变不大。
聚对苯二甲酸乙二醇酯polyet hylen e tereph thala te，简称PET。
PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。
在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。
(完整word版)玻璃化转变温度(Tg值)
在材料学中,Tg指的就是玻璃化转变温度，其英文名字为glass transition temperature。
学过高分子物理的人都知道，非晶态聚合物在一定应力下,由于温度的改变，可呈现三种物理状态:玻璃态、高弹态(橡胶态）、粘流态。
（感兴趣的朋友可找《高分子物理》书详细研究下）非晶态聚合物的温度形变曲线玻璃化转变温度指的就是非晶态聚合物（也包括晶态聚合物中的非晶态部分）在玻璃态向高弹态之间转变时的温度，是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度。
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,而不像相转变那样有相变热，所以它不是一级相变.在玻璃化转变温度以下，高聚物处于玻璃态，分子链和链段都不能运动，只是构成分子的原子(或基团）在其平衡位置作振动；而在玻璃化转变温度时分子链虽不能移动，但是链段开始运动，表现出高弹性质，温度再升高，就使整个分子链运动而表现出粘流性质。
目前Tg的测试方法主要有：热机械分析法（TMA）、差热分析法（DTA) 和示差扫描量热法（DSC)三种。
其中最方便的方法是用DSC测量比热容随温度的变化.此外，还可以用核磁共振谱仪（NMR）来测定。
其原理主要是聚合物的许多物理性能如热容、密度、热膨胀系数、电导率等都在该温度范围发生急剧变化，从而可以通过检测这些变化来测定其Tg。
由于它们的测试方法原理不同，因而测试结果相差较大，不能相比。
玻璃化转变温度（Tg)是非晶态聚合物的一个非常重要的物理参数,那在实际应用中有什么指导作用呢?由于热固性树脂的固化物都属于非晶态聚合物，而产品都是在玻璃态使用，因此Tg越高，也就意味着产品的耐温性能越好。
因此，Tg是衡量树脂耐温性能一个非常重要的指标.既然聊起了温度，除了玻璃化转变温度，长弓侠还想跟大家再聊一个，那就是热变形温度。
热变形温度(全称负荷热变形温度，英文缩写:HDT）指的是对高分子材料或聚合物施加一定的负荷，以一定的速度升温,当达到规定形变时所对应的温度。
ta universal analysis 玻璃化转变温度
ta universal analysis 玻璃化转变温度（原创实用版）目录一、引言二、玻璃化转变温度的定义和影响因素1.玻璃化转变温度的定义2.影响玻璃化转变温度的因素三、玻璃化转变温度的测量方法1.热分析法2.折光率法3.核磁共振法四、玻璃化转变温度的应用1.在材料科学中的应用2.在生物科学中的应用五、结论正文一、引言玻璃化转变温度，是指物质从玻璃态向高弹性的橡胶态转变的温度，这一现象在材料科学、生物科学等领域有着重要的应用。
本文将从玻璃化转变温度的定义和影响因素、测量方法以及应用等方面进行全面的分析。
二、玻璃化转变温度的定义和影响因素1.玻璃化转变温度的定义玻璃化转变温度，简称 Tg，是指物质从玻璃态向高弹性的橡胶态转变的温度。
在这个温度以下，物质处于玻璃态，即物质的分子结构呈无序的玻璃态；在这个温度以上，物质的分子结构开始有序化，进入橡胶态。
2.影响玻璃化转变温度的因素玻璃化转变温度受多种因素影响，主要包括以下几点：（1）物质的化学组成：不同的物质，其玻璃化转变温度不同。
同一种物质，其玻璃化转变温度也会因其化学组成的改变而改变。
（2）物质的形貌：物质的形貌对其玻璃化转变温度有重要影响。
一般来说，颗粒越细，玻璃化转变温度越高。
（3）冷却速度：物质的冷却速度也会影响其玻璃化转变温度。
冷却速度越快，玻璃化转变温度越高。
三、玻璃化转变温度的测量方法1.热分析法：热分析法是测量玻璃化转变温度最常用的方法。
该方法是在程序控温下，测量物质的折光率或膨胀系数随温度的变化，从而确定玻璃化转变温度。
2.折光率法：折光率法是利用物质在玻璃态和橡胶态下折光率的不同，来测量玻璃化转变温度的方法。
3.核磁共振法：核磁共振法是利用物质在玻璃态和橡胶态下，其分子结构不同，导致核磁共振信号不同的原理，来测量玻璃化转变温度的方法。
四、玻璃化转变温度的应用1.在材料科学中的应用玻璃化转变温度在材料科学中有着广泛的应用，特别是在塑料、橡胶等材料的研究和生产中，了解和控制材料的玻璃化转变温度，可以有效地改善材料的性能。
玻璃化转变温度定义
玻璃化转变温度定义玻璃化转变温度是指在某一特定温度下，非晶态材料从固态转变为液态的过程。
在这个转变温度下，非晶态材料会失去其固态特性，变得可塑性增强，类似于液体的流动性。
玻璃化转变温度是非晶态材料的一个重要物理性质，对于了解和研究材料的结构和性质具有重要意义。
玻璃化转变温度的概念最早是由化学家奥古斯特·福斯特在20世纪初提出的。
他观察到一些材料在加热时会出现从固态到液态的转变，但与晶体的熔化过程不同，这种转变并不伴随着明显的熔化点。
相反，材料在一定温度范围内逐渐变软，失去固态的特性，这就是玻璃化转变。
玻璃化转变温度的大小取决于材料的化学组成和结构特征。
一般来说，分子之间的相互作用力越强，玻璃化转变温度就越高。
例如，有机聚合物中的交联度和分子量越高，玻璃化转变温度就越高。
而在无机非晶态材料中，玻璃化转变温度主要受到原子之间的键合类型和键长的影响。
玻璃化转变温度对材料的性质和应用有着重要的影响。
首先，玻璃化转变温度是材料的临界温度，高于这个温度，材料呈现出液体的流动性，可以塑性变形。
这使得非晶态材料在制备工艺中具有一定的优势，可以通过热成型等方法制备复杂的形状。
其次，玻璃化转变温度也反映了材料的稳定性和耐热性。
高玻璃化转变温度的材料可以在高温环境下保持较好的稳定性，具有较高的耐热性能。
此外，玻璃化转变温度还与材料的电学、磁学和光学性质等密切相关，对于研究和开发新型功能材料具有重要的指导意义。
在实际应用中，玻璃化转变温度的测定是非常重要的。
可以通过不同的实验方法来确定材料的玻璃化转变温度，如差示扫描量热法、动态力学分析法和电容-温度扫描法等。
这些方法基于材料在玻璃化转变温度附近的物理性质变化，通过测量相应的信号来确定温度。
玻璃化转变温度是非晶态材料固态到液态转变的临界温度，是材料的重要性质之一。
它对于材料的结构和性质具有重要的影响，并在材料制备、性能调控和应用开发等方面具有重要的指导作用。
对于深入理解和研究非晶态材料的特性和行为，玻璃化转变温度是一个关键的物理参数。
什么是玻璃化转变温度
什么是玻璃化转变温度
玻璃化转变温度（Tg）是指非晶态物质在升温过程中从高粘度液体状态向低粘度液体状态转变的温度。
玻璃化转变是非晶态高分子材料固有的性质，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。
玻璃化转变温度可以通过多种方法进行测量，其中最常用的方法是差示扫描量热法（DSC）和动态机械分析法（DMA）。
DSC法是利用样品与参比样品之间的热容差异，通过测量样品的热流量变化来测量玻璃化转变温度。
DSC法具有测量简便、测试速度快等优点，可以测量大多数非晶态物质的玻璃化转变温度。
DMA法是利用样品受力时的形变变化，通过测量样品的弹性模量变化来测量玻璃化转变温度。
玻璃化转变温度是高分子聚合物的重要特征温度之一，对于材料的加工、制备和应用具有重要的影响。
因此，测量玻璃化转变温度是材料研究和开发中的重要问题。
以上信息仅供参考，建议查阅专业书籍或者咨询专业人士。
玻璃化转变温度共27页文档
• Tg的概述 • 影响因素 • 测试方法 • 应用
一、Tg的概述
1>玻璃化转变温度的定义
玻璃化转变是一个非常有趣的理论问题，不同的学者研究玻璃 化转变问题均有自己独特的观点，学术界对玻璃化转变温度所下的 定义非常之多。下面分别从分子结构、测试方法、实验现象角度列 举玻璃化转变温度的定义形式。
1.1从分子结构角度定义玻璃化转变温度
玻璃化转变温度是指高分子链段由冻结到解冻、活动到冻结转变点所对应的温度。 玻璃化转变温度是指主链中C20-50 链段的微布朗运动在冷却时被冻结或在升温时被解冻时所对应的温度。 1.2从测试角度定义玻璃化转变温度
玻璃化转变温度是指高聚物的力学性质（模量、力学损耗）、热力学性质（比热容、热膨胀系数、焓）、电 磁性质（介电性、导电性、内耗峰）、形变（膨胀系数）、光学性质（折光指数）等物理性质发生突变点所对应的 温度。 1.3从实验现象角度定义玻璃化转变温度
flow region
Tg
Tf T
Tg – glass transition temperature 玻璃化转变温度
Tf – viscosity flow temperature 粘流温度
“三态两区”的特点
• 玻璃态： 分子链几乎无运动, 聚合物类似玻璃, 通常为脆性的, 模 量为104~1011Pa
.
由图2可知，玻纤增强尼龙66的Tg(取图l中的c点温度作为Tg)为48.9 ℃ 同样，通过DSC法测得高密度聚乙烯的Tg为68.2 ℃ 。 由图3可以得到，玻纤增强尼龙66的Tg为50.9 ℃，同样，通过热膨胀法得到高密 度聚乙烯的Tg为-65.0 ℃。
由以上测试结果可以看出，两种测试方法所测得的Tg存在一定的差别，究其 原因，可能为：DSC法测定的样品随温度变化的热效应，因此，升温速率及样品粒 度等都对测试结果有较大影响；而膨胀法测试的是样品的尺寸与温度或时间的函 数关系，采用的是长方体或圆柱体样品，测试结果往往受到样品的长度及升温速 率的影响。
玻璃化转变温度和SBS
玻璃化转变温度和SBS一、玻璃化转变温度定义1.从实验现象角度定义玻璃化转变温度：玻璃化转变温度是指由高弹态转变为玻璃态、玻璃态转变为高弹态所对应的温度。
2.从测试角度定义玻璃化转变温度玻璃化转变温度是指高聚物的力学性质（模量、力学损耗）、热力学性质（比热容、热膨胀系数、焓）、电磁性质（介电性、导电性、内耗峰）、形变（膨胀系数）、光学性质（折光指数）等物理性质发生突变点所对应的温度。
如果把玻璃化转变温度看作是一个转变温区，不是一个定值，这样比较容易理解玻璃化转变现象二、测定方法1.膨胀计法在膨胀计内装入适量的受测聚合物，通过抽真空的方法在负压下将对受测聚合物没有溶解作用的惰性液体充入膨胀计内，然后在油浴中以一定的升温速率对膨胀计加热，记录惰性液体柱高度随温度的变化。
由于高分子聚合物在玻璃化温度前后体积的突变，因此惰性液体柱高度-温度曲线上对应有折点。
折点对应的温度即为受测聚合物的玻璃化温度。
2.折光率法利用高分子聚合物在玻璃化转变温度前后折光率的变化，找出导致这种变化的玻璃化转变温度。
3.热机械法（温度-变形法）在加热炉或环境箱内对高分子聚合物的试样施加恒定载荷；记录不同温度下的温度-变形曲线。
类似于膨胀计法，找出曲线上的折点所对应的温度，即为：玻璃化转变温度。
三、结论前人做过很多实验，都观察到同一个现象：玻璃化转变温度随升温速率升高（升温速率>5℃/min）而增大、降温速率（降温速率>5℃/min）增大而增大。
一、SBS的合成SBS的合成：以苯乙烯，丁二烯为单体原料，环己烷为溶剂、n-BuLi为引发剂、THF为活化剂,无终止阴离子聚合反应，SiCl4为偶联剂最后加入适量，反应终止加入防老剂。
产品为白色半透明的弹性体。
二、SBS的玻璃化温度SBS的两相分离结构决定了它具有两个玻璃化转变温度，T g1为-80℃(聚丁二烯段)，Tg2为80℃(聚苯乙烯段)。
常温下，聚苯乙烯段处于玻璃态，在SBS中起物理交联和增强作用，产生高拉伸强度和高温下的抗拉伸能力，聚丁二烯段处于高弹态，为SBS提供高弹性、抗疲劳性能和低温柔性。
玻璃化转化温度
玻璃化转化温度
玻璃化转化温度是指在一定的条件下，物质从液态或固态转变为非晶态的温度。
这种转变是由于物质在快速冷却或加压时，无法形成有序的晶体结构，而形成了无序的非晶结构。
玻璃化转化温度通常用Tg表示，它是一种重要的物理性质，对于许多材料的应用和性能有着重要的影响。
Tg值取决于材料的组成、分子结构、分子量、取样方式等因素。
对于聚合物材料来说，Tg值是一个重要的指标。
聚合物在不同温度下具有不同的状态：低于Tg时，聚合物处于玻璃态；高于Tg时，聚合物处于橡胶态。
这两种状态具有不同的性质和应用场景。
例如，在制造塑料瓶等容器时需要考虑到其Tg值，以保证其在使用过程中不会发生变形或开裂。
除了对聚合物材料具有重要意义外，Tg值也对其他材料具有影响。
例如，在制造光学玻璃时需要考虑到其Tg值以保证其稳定性和抗变形能力。
Tg值的测量通常采用差热分析法（DSC）或动态机械分析法（DMA）。
DSC法通过测量样品在加热和冷却过程中的热响应来确定
Tg值。
DMA法则通过施加正弦波形的力或变形，测量材料对应力或变形的响应来测定Tg值。
总之，玻璃化转化温度是材料科学中一个重要的物理性质，对于许多材料的应用和性能有着重要的影响。
在实际应用中需要根据具体情况选择合适的测试方法来测定Tg值，并结合其他性质指标来评估材料的性能。
玻璃化转变温度
• 高弹态： 链段运动激化，但分子链间无滑移、 受力后能产生可 以回复的大形变， 称之为高弹态，为聚合物特有的力学状态。 模量进一步降低， 聚合物表现出橡胶行为。
.
• 粘流转变: 分子链重心开始出现相对位移， 模量再次急速下降， 聚合物既呈现橡胶弹性, 又呈现流动性. 对应的转变温度Tf称为粘 流温度。
The flexibility of main chain
.
Isolated double bond孤立双键
C-C Single bond单键
Conjugated double bond 共轭双键
主链柔性
Tg
-Si-O- > -C-O- > -C-C-
CH3
Si O n
CH3
Tg= -123oC
O
玻璃化转变温度是指由高弹态转变为玻璃态、玻璃态转变为高弹态所对应的温度。 玻璃化转变温度是指自由体积分数降至0.025，且恒定时所对应的温度。 不同的定义描述同一个概念，使用时难免会产生混淆。因此，使用时要搞清楚符合哪一种概念，用什么方法测定 的。如果把玻璃化转变温度看作是一个转变温区，不是一个定值，这样比较容易理解玻璃化转变现象。
-H -CH3 -C6H5
.
Conformation 构型
全同Tg < 间同Tg
Isotactic, Tg=45oC
顺式Tg < 反式Tg
Cis-顺式, Tg= -102oC
O
C O CH3 CH2 C
n
CH3
PMMA
Syndiotactic, Tg=115oC
玻璃化转变温度、熔融指数、热变形温度
玻璃化转变温度、熔融指数、热变形温度有什麼区别？对于高分子量聚合物，玻璃化转变温度就是聚合物材料从玻璃态到高弹态的转变温度：对于低分子量聚合物，玻璃化转变温度就是聚合物从玻璃态到粘流态的转变温度。
熔融指数：热塑性塑料在一定温度和压力下，熔体在十分钟内通过标准毛细管的重量值。
热变形温度是指对浸在120℃/h的升温速率升温的导热的液体介质中的一定尺寸的矩形树脂试样施以规定负荷（1.81N/mm2或0.45 N/mm2），试样中点的变形量达到与试样高度相对应的规定值时的温度。
从上述定义可知：熔融指数是重量值；玻璃化转变温度/热变形温度是温度值；玻璃化转变温度是相态完全转化所对应温度，热变形温度是相态转化到一定程度所对应温度。
熔融常温下是固体的物质在达到一定温度后熔化，成为液态，称为熔融状态。
也是液态，只是在常温下不稳定。
分低共熔与共熔低共熔——指的在相图中的低共熔点处,具体是指几个相降温到开始共熔的点处的共熔,而共熔——一起熔融的意思.熔融：原指纤维的着火点、燃烧热、火焰温度和限氧指数等指标，对易燃程度，火势的蔓延与扩大，有决定作用。
有的纤维在燃烧的同时，受热熔化，象蜡烛油一样脱离火源。
它对燃烧，起到釜底抽薪的缓解作用，但熔融物若与皮肤接触，会造成难以剥离的严重烫伤。
合成纤维存在熔融问题，与纤维素纤维混纺的织物，在测试中可以做到不滴熔融物，但粘搭烫伤皮肤的问题依然存在，经过阻燃整理，或在合成纤维纺丝液中加入阻燃剂，可以使合纤达到阻燃要求，但融点改变不大。
聚对苯二甲酸乙二醇酯polyethylene terephthalate，简称PET。
PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。
在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。
PET历史：于1941年首先由英国J．tt．Whinfield与J．T．Dickon研制成功。
覆铜板玻璃化转变温度
覆铜板玻璃化转变温度
一、引言
覆铜板是一种常见的电路板材料，其表面覆盖着一层铜箔，用于制作电子元器件。
而玻璃化转变温度则是指材料从玻璃态转变为固态的温度。
本文将探讨覆铜板的玻璃化转变温度及其影响。
二、覆铜板的玻璃化转变温度
覆铜板的玻璃化转变温度是指其从玻璃态转变为固态的温度。
在这个温度下，覆铜板的分子结构发生变化，从而影响其物理性质。
覆铜板的玻璃化转变温度通常在150℃左右，但具体数值会受到材料成分、制造工艺等因素的影响。
三、玻璃化转变温度的影响
1. 电路板的性能
覆铜板的玻璃化转变温度对其性能有着重要的影响。
在高温下，覆铜板的分子结构发生变化，导致其电学性能发生变化。
因此，在制造电路板时，需要考虑其玻璃化转变温度，以确保其性能稳定。
2. 制造工艺
覆铜板的玻璃化转变温度也会影响其制造工艺。
在制造过程中，需要控制温度，以确保覆铜板的性能稳定。
此外，制造工艺也会影响覆铜板的玻璃化转变温度，因此需要进行精细的工艺控制。
3. 应用领域
覆铜板的玻璃化转变温度也会影响其应用领域。
在高温环境下，覆铜板的性能会发生变化，因此需要选择适合的材料和制造工艺。
例如，在航空航天领域，需要使用高温稳定性能的覆铜板，以确保电子元器件的正常工作。
四、结论
覆铜板的玻璃化转变温度是其性能稳定的重要因素。
在制造和应用过程中，需要考虑其玻璃化转变温度，以确保其性能稳定。
未来，随着科技的不断发展，覆铜板的制造工艺和应用领域也将不断拓展，我们需要不断探索和研究，以满足不同领域的需求。
玻璃化转变温度通俗理解
玻璃化转变温度通俗理解
玻璃化转变温度可以通俗地理解为物质从液态转变为固态的温度。
在这个温度以下，物质处于玻璃态，也就是一种类似于固态的状态，但分子之间的排列仍然比较混乱，没有形成晶体结构。
当温度升
高到玻璃化转变温度以上时，物质开始变得更加有序，分子之间的排
列逐渐趋向于形成晶体结构，也就是说物质开始从玻璃态转变为液态。
玻璃化转变温度是一个重要的物理参数，它对于材料的性能和应
用有很大的影响。
例如，在塑料加工中，需要将塑料加热到玻璃化转
变温度以上，才能使其变得柔软和易于加工。
而在食品加工中，需要
控制温度在玻璃化转变温度以下，以避免食品的质量受到影响。
玻璃化转变温度是一个物质从液态转变为固态的温度，它对于材料的性能和应用有很大的影响。
玻璃化转变温度的测定
玻璃化转变温度的测定玻璃化转变温度(T g)是高聚物的一个重要特性参数，是高聚物从玻璃态转变为高弹态的温度．在聚合物使用上，T g一般为塑料的使用湿度上限，橡胶使用温度的下限。
从分子结构上讲，玻璃化转变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，而不象相转变那样有相交热，所以其是一种二级相变(高分子动态力学内称主转变)。
在玻璃化温度下，高聚物处于玻璃态，分子链和链段都不能运动，只是构成分子的原子(或基团)在其平衡位置作振动，而在玻璃化温度时，分子链虽不能移动，但是链段开始运动，表现出高弹性质。
温度再升高，就使整个分子链运动而表观出粘流性质。
在玻璃化温度时，高聚物的比热客、热膨胀系数、粘度、折光率、自由体积以及弹性模量等都要发生一个突变．DSC测定玻璃化转变温度T g就是基于高聚物在玻璃化温度转变时，热容增加这一性质．在DSC曲线上，其表现为在通过玻璃化转变温度时，基线向吸热方向移动，如图1.35所示．图中A点是开始偏离基线的点。
把转变前和转变后的基线延长，两线间的垂直距离△J叫阶差，在△J/2处可以找到C点。
从C点作切线与前基线延长线相交于B点。
ICTA建议用B点作为玻璃化转变温度T g，实际上，也有取C点或取D点作为T g的。
在测定过程中，△J阶差除了与试样玻璃化转变前后的热容C p之差有关外．还与升温速率β有关，此外与DSC灵敏度也有关。
玻璃化转变温度T g除了取决于聚合物的结构之外，还与聚合物的分子星，增塑剂的用量，共聚物或共混物组分的比例，交联度的多少以及聚合物内相邻分子之间的作用力等部有关系．T g与聚合物的重均分子量之间的关系，如下式所示：式中了T g为玻璃化转变温度(K)，T g∞为聚合物分子量为无限大时的T g值(K)．M w为聚合物的重均分于量，C为常数．图1.36(a，b)是聚苯乙烯玻璃化温度与其重均分子量的关系曲线。
在分子量低的阶段，T g随分子量增长而很快增高，在分子量足够大时，则与分子量几乎无关．T g与增塑剂的用量的关系如下式所示式中T g为混合体系的玻璃化转变温度(K)，W1，2为组分1和2的重量百分数(%)，Tg1，2为组分1和2的玻璃化转变温度(K)．图1.37(a，b，c)是聚氯乙烯的玻璃化转变温度与增塑剂DOP用量之间的关系曲线．由图可见，随增塑剂用量的增加，玻璃化转变温度下降，在增塑剂用虽超过50％(重量)以后，T g下降幅度减小。
ta universal analysis 玻璃化转变温度
TA Universal Analysis: 玻璃化转变温度1. 引言玻璃化转变温度是指非晶态物质从高温液态状态转变为低温固态状态时的温度。
在材料科学与工程领域中，玻璃化转变温度是一个重要的参数，对于材料的性质和应用具有重要影响。
本文将深入探讨玻璃化转变温度的定义、影响因素以及测量方法。
2. 玻璃化转变温度的定义玻璃化转变温度，也称为玻璃化温度或玻璃转变温度，是指非晶态物质从高温液态状态转变为低温固态状态时的温度。
在玻璃化转变温度以下，非晶态材料表现出固态的性质，如硬度和弹性模量的增加，粘度的增大等。
而在玻璃化转变温度以上，非晶态材料表现出液态的性质，如流动性和可塑性。
3. 影响因素玻璃化转变温度受多种因素的影响，下面将介绍其中几个重要的影响因素：3.1 化学组成材料的化学组成对玻璃化转变温度有着重要影响。
一般来说，具有高分子量和较高交联程度的聚合物具有较高的玻璃化转变温度。
此外，添加剂的引入也可以改变材料的玻璃化转变温度，如增塑剂的添加可以降低聚合物的玻璃化转变温度。
3.2 结构特征材料的结构特征对玻璃化转变温度有着重要影响。
非晶态材料的结构通常由于无序排列的原子、分子或离子组成，而晶态材料具有有序的周期性结构。
非晶态材料中较高的交联程度和较低的自由体积可以导致较高的玻璃化转变温度。
3.3 外部条件外部条件，如压力和湿度等，也可以对玻璃化转变温度产生影响。
高压可以提高材料的玻璃化转变温度，而湿度的变化可以影响材料中的水分含量，从而改变玻璃化转变温度。
3.4 冷却速率非晶态材料的冷却速率对玻璃化转变温度具有显著影响。
快速冷却可以阻止材料中的有序结构形成，从而降低玻璃化转变温度。
相反，缓慢冷却可以使材料中的有序结构形成，从而提高玻璃化转变温度。
4. 测量方法玻璃化转变温度的测量可以通过多种方法进行，下面介绍两种常用的测量方法：4.1 差示扫描量热法（DSC）差示扫描量热法是一种常用的测量玻璃化转变温度的方法。
玻璃化转变温度27页PPT文档
The flexibility of main chain
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Isolated double bond孤立双键
C-C Single bond单键
Conjugated double bond 共轭双键
主链柔性
Tg
-Si-O- > -C-O- > -C-C-
CH3
Si O n
CH3
Tg= -123oC
O
目录
• Tg的概述 • 影响因素 • 测试方法 • 应用
一、Tg的概述
1>玻璃化转变温度的定义
玻璃化转变是一个非常有趣的理论问题，不同的学者研究玻璃 化转变问题均有自己独特的观点，学术界对玻璃化转变温度所下的 定义非常之多。下面分别从分子结构、测试方法、实验现象角度列 举玻璃化转变温度的定义形式。
玻璃化转变温度是指由高弹态转变为玻璃态、玻璃态转变为高弹态所对应的温度。 玻璃化转变温度是指自由体积分数降至0.025，且恒定时所对应的温度。 不同的定义描述同一个概念，使用时难免会产生混淆。因此，使用时要搞清楚符合哪一种概念，用什么方法测定 的。如果把玻璃化转变温度看作是一个转变温区，不是一个定值，这样比较容易理解玻璃化转变现象。
Trans-反式, Tg= -48oC
三、Tg的测定方法
原理:利用高聚物在发生玻璃化转变的同时各种物理参数均发生变化的特 性进行测定 常用的玻璃化温度测定方法 1.热-机械曲线法 2.膨胀法 3.电性能法 4.DTA法 5.DSC法
.
.膨胀法
不同测试方法对测试结果的影响
以玻纤增强尼龙66、高密度聚乙烯为样品，分别采用差示扫描量热法和热膨胀法测试了样品 的玻璃化转变温度。
• 粘流态：大分子链受外力作用时发生位移，且无法回复。行为与 小分子液体类似。
玻璃化转变温度Tg(精)
玻璃化转变温度Tg<<高分子物理>>姓名：刘玉萍学号：专业：高分子化学与物理51140606194一、概述对于非晶聚物，对它施加恒定的力，观察它发生的形变与温度的关系，通常特称为温度形变曲线或热机械曲线。
非晶聚物有四种力学状态，它们是玻璃态、粘弹态、高弹态和粘流态。
玻璃化转变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。
在玻璃化转变温度以下，高聚物处于玻璃态，分子链和链段都不能运动，只是构成分子的原子(或基团)在其平衡位置作振动;而在玻璃化转变温度时分子链虽不能移动，但是链段开始运动，表现出高弹性质，温度再升高，就使整个分子链运动而表现出粘流性质。
二、Tg的主要影响因素Tg是表征聚合物性能的一个重要指标，从分子运动的角度看，它是链段开始“冻结”的温度，因此: 凡是导致链段的活动能力增加的因素均使Tg下降, 而导致链段活动能力下降的因素均使Tg上升。
①：主链结构为-C-C-、-C-N-、-Si-O-、-C-O-等单键的非晶态聚合物的Tg依次降低。
②：侧基为极性取代基时，取代基极性越大则Tg越高：为非极性取代基时，取代基的体积越大则Tg越高。
③：当分子量较低时，Tg随分子量增加而增加；当分子量达到某一临界值时，Tg→Tg(∞)，不再随分子量改变。
④：升温速率（降温速率）：升温（降温）速率越快，测得的Tg越高。
⑤：此外，增塑剂、共聚、交联、结晶等都对聚合物的Tg产生影响。
三、测试方法原理:利用高聚物在发生玻璃化转变的同时各种物理参数均发生变化的特性进行测定。
主要的测试方法有：①热-机械曲线法②膨胀法③电性能法④DTA法⑤DSC法值得注意的是对同一样品来说不同的测试方法会产生不同的测试结果［1］以玻纤增强尼龙66、高密度聚乙烯为样品，分别采用差示扫描量热法和热膨胀法测试了样品的玻璃化转变温度。
由图2可知，玻纤增强尼龙66的Tg(取图l中的c点温度作为Tg)为48.9 ℃同样，通过DSC法测得高密度聚乙烯的Tg为68.2 ℃。
玻璃化转变温度的原理
玻璃化转变温度的原理
玻璃化转变温度是指某一材料从高温状态突然冷却后，由于收缩速率不均，内部形成了大量的类似于胶体的亚结构，这种结构与晶格构造相差很大，难以形成连续的晶体结构。
因此，其形态类似于固体，但其分子排列方式是无规律的，形成了一种非晶态的状态，这种状态的转变温度即为玻璃化转变温度。
玻璃化转变温度取决于材料本身的结构和化学成分，一般认为，分子量较大的有机化合物和硅氧化物等物质，其玻璃化转变温度较高，而分子量较小的有机物质和无定形金属等材料，其玻璃化转变温度较低。
此外，物质的成分和混合比例等也会影响其玻璃化转变温度的大小。
TG玻璃化转变温度
玻璃化转变温度/Tg
•Tg是一个连续的热力学转变，是一个温度范围，在超过这个温度范围时，聚合物链段的可移动能力明显增强，块材料从坚硬的玻璃态转变为更加橡胶态、顺应状态。
产生这个变化所超过的这个温度区间，与化学交联紧密度crosslink以及体系的物理链缠结entanglement，以及聚合物链段自
身的柔韧性非常相关。
•crosslink交联就是分子间作用强点，包括物理交联和化学交联，entanglement就是缠结，就是分子链相互交缠，分子间缠结肯定没交联
强;
•交联就是强化学或物理作用打了一个一个结；缠绕只是由于分子链比较长，相互缠结在一起，同时由于分子链运动比较弱，所以也能起类似交联的效果。
•材料的Tg同样还取决于它的固化条件。
一般来讲，材料所报告的Tg是基于100%完全的固化的。
但是，对于实际应用所采用的固化条件，可能会
出现较低的固化度，具有较低的交联度，因此，导致更低的Tg。
•高的Tg并不是胶水具有好的优异性能所必须的。
很多情况下，材料在其Tg值以上工作也可以达到要求。
因为体系是化学交联的，即便在Tg值以上，它的性能是不会下降的，只是出现一个柔软的阶段。
在很多需要耐受热冲击或者机械冲击时，柔软/坚韧的材料是更好的。
•高Tg一般是要求材料在一个高温范围里低移动或者具有耐高温性的情况下才是必须的
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n
Tg= -83oC
PE Tg= -68oC
侧基的影响
当侧基-X为极性基团时，由于使内旋转活化能及分子间作用 力增加，因此Tg升高。
若-X是非极性侧基，其影响主要是空间阻碍效应。侧基体积 愈大，对单键内旋转阻碍愈大，链的柔性下降，所以Tg升高。
Side group
(A) 极性取代基：极性越大，内旋转受阻程度及分子间相互作用越 大，Tg也随之升高。
flow region
Tg
Tf T
Tg – glass transition temperature 玻璃化转变温度
Tf – viscosity flow temperature 粘流温度
“三态两区”的特点
• 玻璃态： 分子链几乎无运动, 聚合物类似玻璃, 通常为脆性的, 模 量为104~1011Pa
The flexibility of main chain
.
Isolated double bond孤立双键
C-C Single bond单键
Conjugated double bond 共轭双键
主链柔性
Tg
-Si-O- > -C-O- > -C-C-
CH3
Si O
n
CH3
Tg= -123oC
O
CH2
• 玻璃化转变： 整个大分子链还无法运动, 但链段开始发生运动, 模 量下降3~4个数量级，聚合物行为与皮革类似。
• 高弹态： 链段运动激化，但分子链间无滑移、 受力后能产生可 以回复的大形变， 称之为高弹态，为聚合物特有的力学状态。 模量进一步降低， 聚合物表现出橡胶行为。
.
• 粘流转变: 分子链重心开始出现相对位移， 模量再次急速下降， 聚合物既呈现橡胶弹性, 又呈现流动性. 对应的转变温度Tf称为粘 流温度。
PAN Tg=104oC
-CN
Tg
PVC Tg= 87oC PVA Tg= 85oC
-Cl
取
-OH
代 基
PP Tg= -10oC
-CH3
极 性
PE Tg= -68oC
-H
(B) 非极性取代基团
对 阻T越g明的显影，响主Tg要升表高现。为空间位阻效应，侧基体积越大，位
PE Tg= -68°C PP Tg= -10°C PS Tg= 100°C
玻璃化转变温度是指由高弹态转变为玻璃态、玻璃态转变为高弹态所对应的温度。 玻璃化转变温度是指自由体积分数降至0.025，且恒定时所对应的温度。 不同的定义描述同一个概念，使用时难免会产生混淆。因此，使用时要搞清楚符合哪一种概念，用什么方法测定 的。如果把玻璃化转变温度看作是一个转变温区，不是一个定值，这样比较容易理解玻璃化转变现象。
•。
对于非晶聚物，对它施 加恒定的力，观察它发生的 形变与温度的关系，通常特 称为温度形变曲线或热机械 曲线。非晶聚物有四种力学 状态，它们是玻璃态、粘弹 态、高弹态和粘流态。
e
Glass
Viscous flow
transition transition
Glass region
Rubber-elastic plateau region Viscous
1.1从分子结构角度定义玻璃化转变温度
玻璃化转变温度是指高分子链段由冻结到解冻、活动到冻结转变点所对应的温度。 玻璃化转变温度是指主链中C20-50 链段的微布朗运动在冷却时被冻结或在升温时被解冻时所对应的温度。 1.2从测试角度定义玻璃化转变温度
玻璃化转变温度是指高聚物的力学性质（模量、力学损耗）、热力学性质（比热容、热膨胀系数、焓）、电 磁性质（介电性、导电性、内耗峰）、形变（膨胀系数）、光学性质（折光指数）等物理性质发生突变点所对应的 温度。 1.3从实验现象角度定义玻璃化转变温度
-H -CH3 -C6H5
.
Conformation 构型
全同Tg < 间同Tg
Isotactic, Tg=45oC
顺式Tg < 反式Tg
Cis-顺式, Tg= -102oC
O
C O CH3 CH2 C
n
CH3
PMMA
Syndiotactic, Tg=115oC
Poly(1,4-butadiene)
主链结构的影响
主链结构为-C-C-、-C-N-、-Si-O-、-C-O-等单键的非晶态聚合物， 由于分子链可以绕单键内旋转，链的柔性大，所以Tg较低。 当主链中含有苯环、萘环等芳杂环时，使链中可内旋转的单键数 目减少，链的柔顺性下降，因而Tg升高。例如PET的Tg = 69℃， PC的Tg = 150℃。
Trans-反式, Tg= -48oC
三、Tg的测定方法
原理:利用高聚物在发生玻璃化转变的同时各种物理参数均发生变化的特 性进行测定 常用的玻璃化温度测定方法 1.热-机械曲线法 2.膨胀法 3.电性能法 4.DTA法 5.DSC法
.
.膨胀法
不同测试方法对测试结果的影响
以玻纤增强尼龙66、高密度聚乙烯为样品，分别采用差示扫描量热法和热膨胀法测试了样品 的玻璃化转变温度。
• 粘流态：大分子链受外力作用时发生位移，且无法回复。行为与 小分子液体类似。
二、影响Tg的因素
• 结构因素
• 高分子链的柔顺性 • 高分子链的几何结构 • 高分子链的相互作用
• 实验条件
• 外力 • 温度
影响Tg的结构因素
•角T度g是看表，征它聚是合链物段性开能始的“一冻个结重”要的指温标度，，从因分此子: 运凡动是的导 致活链动段 能的 力活 下动降能的力因增素加均的使因Tg上素升均。使Tg下降, 而导致链段
.
由图2可知，玻纤增强尼龙66的Tg(取图l中的c点温度作为Tg)为48.9 ℃ 同样，通过DSC法测得高密度聚乙烯的Tg为68.2 ℃ 。 由图3可以得到，玻纤增强尼龙66的Tg为50.9 ℃，同样，通过热膨胀法得到高密 度聚乙烯的Tg为-65.0 ℃。
由以上测试结果可以看出，两种测试方法所测得的Tg存在一定的差别，究其 原因，可能为：DSC法测定的样品随温度变化的热效应，因此，升温速率及样品粒 度等都对测试结果有较大影响；而膨胀法测试的是样品的尺寸与温度或时间的函 数关系，采用的是长方体或圆柱体样品，测试结果往往受到样品的长度及升温速 率的影响。
精品
玻璃化转变温度
目录Байду номын сангаас
• Tg的概述 • 影响因素 • 测试方法 • 应用
一、Tg的概述
1>玻璃化转变温度的定义
玻璃化转变是一个非常有趣的理论问题，不同的学者研究玻璃 化转变问题均有自己独特的观点，学术界对玻璃化转变温度所下的 定义非常之多。下面分别从分子结构、测试方法、实验现象角度列 举玻璃化转变温度的定义形式。