玻璃化温度是什么

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玻璃化转变不仅存在于小分子化合物中，也存在于高分子化合物中。对于结晶高分子，玻璃化转变是指在聚合物的非晶态部分中，从高弹性状态到玻璃态（或从玻璃态到高弹性状态）的转变。因此，玻璃化转变是聚合物中常见的现象。而对于非晶高分子，高分子通过冷却从高弹性状态转变为玻璃状态或通过加热从玻璃状态转变为高弹性状态的过程称为玻璃化转变。其中玻璃化转变发生的温度称为玻璃化转变温度，通常用Tg表示，是材料的一个重要特征参数。

玻璃化温度是指对于高聚物来说，是高聚物从玻璃状态到高弹性状态的温度指标，在玻璃化转变温度下，聚合物的比热容、热膨胀系数、粘度、折射率、自由体积和弹性模量发生突然变化。从分子结构的角度来看，玻璃化转变温度是高聚物无定形部分从冻结状态转变为解冻的一个过程，它是一种二阶相变。

常见的玻璃化转变理论如下

（1）等黏态理论
玻璃化转变温度是指聚合物粘度增加的同时使得链段运动终止的温度。根据等黏态理论，玻璃化转变是由聚合物体粘度的增加引起的。随着温度的降低，聚合物体的粘度增加，特别是当它接近玻璃化转变区域时，粘度大大增加。与此同时粘度的增加则是会导致链段运动受阻，当粘度增加到链段不能运动的程度时，就发生玻璃化转变。
（2）松弛理论
松弛过程理论认为玻璃化转变是一个松弛过程。因此，只要聚合物链段运动的松弛时间等于外部作用时间，就会发生与链段运动对应的玻璃化转变。该理论可以很好地解释温度变化速率与外力频率和玻璃化转变之间的关系。根据松弛过程理论，只要冷却速率等于体积收缩速率，当聚合物从高弹性态冷却到玻璃态时，就可以观察到玻璃化转变。
（3）自由体积理论

根据自由体积理论，玻璃化转变的根源是自由体积的减小。自由体积理论最初是由福克斯和弗洛里提出的。他们认为聚合物的体积由两部分组成，其中一部分由分子链本身占据，称为占据体积；另一部分是由分子链中无规则的堆积所造成的的缺陷和空隙形成的，这称为自由体积。

小编再给大家介绍下关于如何测算玻璃化温度吧
1、动态力学性能分析（DMA）法
聚合物的粘弹性反映在应变滞后相位角上。当温度由低到高变化并通过玻璃化转变温度时，材料内部聚合物的结构形态发生变化，与分子结构形态相关的粘弹性也随之变化。这种变化反映在损耗模量、阻尼系数和储能模量上。振动频率为1Hz。在-60和-30°C之间，储能模量的减小和阻尼系数的峰值对应于材料内部结构的变化。相应的温度即为玻璃化转变温度Tg。
2、折光率法
充分利用高分子聚合物在玻璃化转变温度先后折光率的改变，找到造成这些变化的玻璃化转变温度。
3、膨胀计法
在膨胀计内装进一定量的受测聚合物，利用抽真空的办法在负压下将会对受测聚合物失去溶解作用的惰性液体注人膨胀计内，之后在油浴中用相应的升温速率对膨胀计升温，记载惰性液体柱高度随温度的变化。因为高分子聚合物在玻璃化温度先后体积的突变，因而惰性液体柱高度-温度曲线上相对应有折点。折点相应的气温即是受测聚合物的玻璃化温度。
4、核磁共振
核磁共振法（NMR）温度上升后，分子运动加速，质子环境被平均化，共振光谱线变窄。到玻璃化转变温度，Tg时光谱线的宽度有很大的变化。充分利用这个现象，可以使用核磁共振仪，通过对比其光谱线的办法获得高分子材料的玻璃化转变温度。
5、气温-变形法
在加热炉或环境箱内对高分子聚合物的试样施用恒定载荷；记载不一样温度范围的温度-变形曲线。相似于膨胀计法，找到曲线上面的折点相对应的气温，即是：玻璃化转变温度。
6、差示扫描量热分析法（DSC）
目前用于玻璃化温度测定的热分析方法大多为差热分析（DTA）和差示扫描量热分析法（DSC）。以DSC为例子，当气温不断升高，利用高分子聚合物的玻璃化转变温度时，DSC曲线上面的基线向吸热方向移动。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处找到C点，C点相对应的温度值即是玻璃化转变温度Tg。

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