玻璃化转变温度
玻璃化转变温度及其对材料性质的影响
玻璃化转变温度及其对材料性质的影响玻璃化转变温度是材料科学中一个重要的概念，它不仅与材料的结构紧密相关，还对材料的性质和应用产生着重要影响。
在本文中，我们将探讨玻璃化转变温度的概念以及它对材料性质的影响。
首先，我们来了解什么是玻璃化转变温度。
玻璃化转变温度是指非晶态材料在从高温液态向低温玻璃态转变时的临界温度。
当材料温度低于玻璃化转变温度时，材料将呈现出玻璃态，其分子排列无序而类似固体；当温度高于玻璃化转变温度时，材料呈现出液体态。
玻璃化转变温度对材料性质的影响是多方面的。
首先，玻璃化转变温度的高低将直接影响材料的机械性能。
一般来说，玻璃化转变温度越高，材料的强度和硬度越高。
这是因为在高温下，材料分子运动较为活跃，分子间的排列较为无序，使得材料更易变形。
而在低于玻璃化转变温度时，材料分子排列相对有序，分子之间的运动受到限制，导致材料更加脆性。
其次，玻璃化转变温度还与材料的热稳定性密切相关。
玻璃化转变温度越高，材料的热稳定性越好。
热稳定性是指材料在高温环境下不发生结构破坏或性质变化的能力。
当材料的玻璃化转变温度较高时，材料在高温下仍能保持其良好的物理性质和化学性质，使得材料更适用于高温环境下的应用，例如高温工具、高温润滑剂等。
另外，玻璃化转变温度还与材料的电学性能有关。
一些聚合物材料在低温下呈现出电学性能的变化，这种现象被称为冻结效应。
冻结效应是指当材料温度低于其玻璃化转变温度时，材料的电阻率会显著增加。
这是由于低温下材料中分子的运动受到限制，电子在材料中传导的障碍增加，导致电流的流动性下降。
因此，玻璃化转变温度对于高分子材料的电学性能有重要影响，特别是在电子设备和电子器件的应用中。
最后，玻璃化转变温度还与材料的物理性质和化学性质密切相关。
低玻璃化转变温度的材料往往具有较高的折射率和较低的热膨胀系数，这些性质对于光学器件、光纤等应用具有重要意义。
此外，材料的化学稳定性也会受到玻璃化转变温度的影响。
pcb 玻璃化转变温度
pcb 玻璃化转变温度
PCB的玻璃化转变温度（Tg）是指在升温过程中，PCB材料
从玻璃态转变为橡胶态的温度。
Tg温度可以影响PCB的热变
形特性、机械强度以及电性能。
不同类型的PCB材料具有不同的玻璃化转变温度。
一般来说，常见的有机玻璃化转变温度范围在100℃至170℃之间。
在PCB设计和制造过程中，需要根据应用环境和要求选择合
适的材料和Tg温度。
若应用环境温度较高，要求PCB具有较好的热稳定性和机械强度，需要选择Tg温度较高的PCB材料。
相反，若应用环境温度较低，可以选择较低Tg温度的PCB材料。
衡量Tg温度通常使用动态热分析（DMA）或热差示扫描仪（DSC）进行测试。
这些测试方法可以量化PCB材料在不同
温度下的热性能表现，以确定其玻璃化转变温度。
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。
pva的玻璃化转变温度
pva的玻璃化转变温度PVA（聚乙烯醇）是一种常见的合成树脂，具有许多应用领域，如纺织品、涂料和粘合剂等。
在这篇文章中，我们将重点讨论PVA的玻璃化转变温度以及其对材料性能的影响。
玻璃化转变温度是指在升温过程中，聚合物材料由玻璃态转变为橡胶态的临界温度。
对于PVA来说，它的玻璃化转变温度通常在50℃至85℃之间。
在这个温度范围内，PVA的分子链会发生结构变化，从而导致材料的性质发生显著变化。
PVA的玻璃化转变温度对其物理性质和应用有着重要影响。
首先，玻璃化转变温度高低决定了PVA的热稳定性。
温度低于玻璃化转变温度时，PVA呈现玻璃状固态结构，具有较高的强度和刚性。
而温度高于玻璃化转变温度时，PVA呈现橡胶状态结构，具有较高的延展性和韧性。
因此，在不同温度下，PVA的性能会有所差异，需要根据具体应用需求进行选择。
玻璃化转变温度还对PVA的溶解性和机械性能产生影响。
在玻璃化转变温度以下，PVA的分子链较为紧密，溶解性较差。
而在玻璃化转变温度以上，PVA的分子链较为松散，溶解性较好。
这使得在不同温度下，PVA可以用于不同的应用领域，如纺织品加工、涂料制备等。
此外，玻璃化转变温度还与PVA的机械性能密切相关。
在低温下，PVA呈现玻璃状固态结构，机械性能较好；而在高温下，PVA呈现橡胶状态结构，机械性能较差。
因此，在选择PVA材料时，需要考虑其玻璃化转变温度对机械性能的影响。
玻璃化转变温度还与PVA的热膨胀性和形状记忆效应有关。
在玻璃化转变温度以上，PVA的热膨胀系数较大，容易发生形状变化。
这使得PVA在一些特殊应用领域具有重要意义，如形状记忆合金、智能材料等。
PVA的玻璃化转变温度是决定其性质和应用的重要参数。
了解PVA 的玻璃化转变温度可以帮助我们更好地选择和应用该材料，以满足不同领域的需求。
通过进一步研究和开发，我们可以进一步拓展PVA的应用领域，为各行各业提供更多的解决方案。
聚乙烯的玻璃化转变温度
聚乙烯的玻璃化转变温度聚乙烯是一种常用的塑料，广泛应用于各种领域中，如汽车、包装、建筑等。
在使用聚乙烯时，我们需要了解它的玻璃化转变温度，以确保使用时的可靠性和稳定性。
本文将详细介绍聚乙烯的玻璃化转变温度及其影响因素。
一、玻璃化转变温度玻璃化转变温度是指在温度逐渐下降的过程中，聚合物中分子之间的运动逐渐减少，直到分子运动被完全冻结，在此温度下，聚合物的性质发生改变。
聚乙烯的玻璃化转变温度一般在-120℃至-90℃之间。
二、影响因素1.分子量聚合物的分子量对玻璃化转变温度有很大的影响。
分子量越大，分子间作用力越强，玻璃化转变温度也会随之升高。
相反，分子量越小，玻璃化转变温度越低。
2.杂质含量聚乙烯中的杂质含量也会影响其玻璃化转变温度。
常见的杂质有水、油等，这些杂质的存在会破坏聚合物的空间结构，从而降低其玻璃化转变温度。
3.添加剂在生产聚乙烯时，常常会添加各种添加剂来改善聚乙烯的物理性质和化学性质。
不同的添加剂对聚乙烯的玻璃化转变温度也有不同的影响。
4.晶化程度聚乙烯的晶化程度也会影响其玻璃化转变温度。
晶化程度越高，分子间的相互作用越强，玻璃化转变温度也会随之升高。
相反，晶化程度越低，玻璃化转变温度越低。
三、影响玻璃化转变温度的因素分析从上面的影响因素中，我们可以看出，聚乙烯的玻璃化转变温度受多种因素的影响，其产生的因素主要是分子间作用力和晶化程度两个方面。
在分子间作用力方面，聚合物分子间相互作用力越强，分子间运动的减缓越明显，因此其玻璃化转变温度也越高；在晶化程度方面，其晶化程度越高，相互作用力越强，分子运动越减缓，玻璃化转变温度也越高；反之亦然。
四、应用聚乙烯的玻璃化转变温度对于其在各种应用中都有重要的作用。
在制造高强度、高耐用性、具有形状稳定性的产品时，需要使用具有高玻璃化转变温度的聚乙烯；在封装和包装工业中，需要使用具有低玻璃化转变温度的聚乙烯，以确保其在低温下仍能保持其弹性，不破裂或变形。
pebax玻璃化转变温度
pebax玻璃化转变温度
Pebax是一种高性能的热塑性弹性体，由聚醚酰胺和聚醚酰胺/聚醚酯复合材料组成。
它具有优异的弹性和力学性能，透气、耐水和耐化学腐蚀等特性。
因为这些特性，Pebax 被广泛用于运动鞋、医疗器械和工业制品等领域。
而在理论分析和实际应用中， PEBAX的玻璃化转变温度也是一个至关重要的参数。
Pebax具有两种形态：Pebax 2533和Pebax 4033。
两种形态的玻璃化转变温度（Tg）也有所不同，分别是-60℃和-51℃。
玻璃化转变温度是指由高温状态到低温状态时，材料从高分子无规链结构向玻璃态转变的温度。
由于高分子材料的分子结构特性，Tg的高低决定了材料的应用和性能，易变硬和容易变形等特性也与玻璃化转变温度有关。
Pebax材料的玻璃化转变温度会受到很多环境因素的影响，例如受潮、制备方法、加工条件等。
在实际应用中，为了避免 Pebax 材料的 Tg 变化带来的影响，通常需要进行干燥处理来去除材料中的水分，以确保其维持一定的性能和应用温度范围。
此外，在加工Pebax 材料的过程中，需要考虑加工时间、温度等因素对材料 Tg 的影响，以确保材料不会发生玻璃化转变。
总之，Pebax材料的玻璃化转变温度是衡量其物理和化学性质重要参数之一，也是材料应用性能的重要指标。
在实际应用中，需要考虑不同环境因素对 Pebax 材料的 Tg 值的影响，并选择相应的干燥和加工方法，以确保材料性能的良好表现。
玻璃转化温度tg
玻璃转化温度tg玻璃化转变温度（Tg）是指由玻璃态转变为高弹态所对应的温度。
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，因此长期以来它都是高分子物理研究的主要内容。
玻璃化温度（Tg）是分子链段能运动的最低温度，其高低与分子链的柔性有直接关系，分子链柔性越大，玻璃化温度就低；分子链刚性大，玻璃化温度就高。
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，因此长期以来它都是高分子物理研究的主要内容。
由于高分子结构要比低分子结构复杂，其分子运动也就更为复杂和多样化。
根据高分子的运动力形式不同，绝大多数聚合物材料通常可处于以下三种物理状态（或称力学状态）：玻璃态、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，而不像相转变那样有相变热，所以它既不是一级相变也不是二级相变（高分子动态力学中称主转变）。
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。
玻璃化转变温度（Tg）是非晶态聚合物的一个重要的物理性质，也是凝聚态物理基础理论中的一个重要问题和难题，是涉及动力学和热力学的众多前沿问题.玻璃转变的理论一直在不断的发展和更新。
从20世纪50年代出现的自由体积理论和到现在还和粘流态。
在温度较低时，材料为刚性固体状，与玻璃相似，在外力作用下只会发生非常小的形变，此状态即为玻璃态：当温度继续升高到一定范围后，材料的形变明显地增加，并在随后的一定温度区间形变相对稳定，此状态即为高弹态，温度继续升高形变量又逐渐增大，材料逐渐变成粘性的流体，此时形变不可能恢复，此状态即为粘流态。
pcl的玻璃化转变温度
pcl的玻璃化转变温度PCL的玻璃化转变温度玻璃化转变温度是指聚合物材料由玻璃态转变为橡胶态的临界温度。
PCL（聚己内酯）是一种常用的生物可降解聚合物材料，其玻璃化转变温度对于其应用具有重要意义。
PCL的玻璃化转变温度取决于多个因素，包括分子量、结晶度以及添加剂等。
一般来说，PCL的玻璃化转变温度在-60°C至-55°C之间。
分子量对PCL的玻璃化转变温度有较大影响。
较高分子量的PCL具有较高的玻璃化转变温度，而较低分子量的PCL则具有较低的玻璃化转变温度。
这是因为较高分子量的PCL链段间交联较多，分子间力增强，导致玻璃化转变温度升高。
结晶度也会对PCL的玻璃化转变温度产生影响。
PCL具有一定的结晶性，当结晶度较高时，PCL的玻璃化转变温度会升高。
这是因为结晶度高的PCL分子链排列有序，链间相互作用增强，导致玻璃化转变温度升高。
添加剂的存在也会对PCL的玻璃化转变温度产生影响。
例如，添加塑化剂可以降低PCL的玻璃化转变温度。
塑化剂的主要作用是降低PCL分子链间的相互作用力，使得分子链更易于移动，从而降低玻璃化转变温度。
PCL的玻璃化转变温度对于其应用具有重要意义。
在高于玻璃化转变温度的温度下，PCL具有较高的弹性和形变能力，适用于注射成型、拉伸、挤出等加工工艺。
而低于玻璃化转变温度的温度下，PCL 变得脆性，不易形变，适用于热封和立体打印等工艺。
PCL的玻璃化转变温度受到多个因素的影响，包括分子量、结晶度以及添加剂等。
了解和控制PCL的玻璃化转变温度对于准确应用和设计PCL材料具有重要意义。
通过调整分子量、结晶度和添加剂等因素，可以实现对PCL玻璃化转变温度的调控，以满足不同应用需求。
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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(Tg)是高分子材料的一个重要参数，是与分子运动 有关的现象，并且与分子结构及外界条件密切相关。
高分子的结构
决定了
高分子的运动方式
宏观表现为
高聚物的性能
Tg的工艺意义
• 是非晶热塑性塑料(如PS, PMMA和硬质PVC聚氯乙烯等)使 用温度的上限
• 是非晶性橡胶(如NR天然橡胶, BSR Rubber丁苯橡胶等)使 用温度的下限
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。
CH 2
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。
胎面胶的耐寒性与玻璃化转变温度相关，其值越低，耐寒性越 好天然橡胶和异戊橡胶的玻璃化转变温度如图3-2所示，从图中可 以看出两种异戊橡胶的Tg度都略高于天然橡胶，但相差不大，所以 是可以考虑用异戊橡胶替代天然橡胶的。
—杨青. 国产稀土异戊橡胶的微观结构、基本性能及其在
轮胎胎面胶的应用研究［D］.北京：北京化工大学，2012
.
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。
聚合物物理性质与Tg的关系
。
Rubber 在低于Tg温度 下变硬
PMMA, T>Tg温度下变 软
IR—天然橡胶 Tg=70
SMR20—马来西亚20号标准 橡胶 Tg=68
SKI-3—俄罗斯异戊橡胶 Tg=69
. 异戊橡胶是替代天然橡胶最好的一种合成橡胶。随着我国橡胶 需求量的不断扩大和天然橡胶价格的不断高涨，加之国内碳五资源 日益丰富，为异戊橡胶产业化提供了充分的条件。国内企业采用稀 土催化剂生产异戊橡胶，进口异戊橡胶则基本采用钛系催化剂生产
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℃。
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- > -C-C-
CH3
Si O n
CH3
Tg= -123oC
O
•。
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
• 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。
• 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Tg度是看表，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
-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)
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
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
玻璃化转变温度
<<高分子物理>>
刘玉萍 51140606194
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。
因此材料的Tg随测试方法、测试条件的不同而变化，采用不同的测试方法所得 的Tg结果之间不具有可比性，在说明某种材料的Tg时，应注明所采用的测试方法 和测试条件。
—张霞. 王从科. 玻璃化转变温度测试方法对测试结果的
影响［J］. 工程塑料应用，2012,40(7)，68-71
四、Applications of the Tg states
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