
【化】 glass state temperature
vitrification
【机】 vitrification
temperature
【化】 temperature
【医】 T; temperature
玻璃化温度(Glass Transition Temperature,简称Tg)是高分子材料科学中的重要概念,指非晶态聚合物从脆性玻璃态转变为黏弹性高弹态时的临界温度。该温度下,聚合物链段运动被“冻结”,材料力学性能发生显著变化,例如弹性模量下降3-4个数量级。
从物理机制分析,Tg本质上是分子链段获得足够动能、开始协同运动的温度阈值。低于Tg时,材料呈现刚性特征;高于Tg时,分子链段可进行局部重排,表现出橡胶弹性。这一特性在塑料、橡胶制品的设计中具有决定性作用,例如聚苯乙烯(PS)的Tg约100℃使其适合制作一次性餐具,而硅橡胶的Tg低至-120℃则适用于极端低温环境。
权威研究显示,Tg受多种因素影响:
该参数可通过差示扫描量热法(DSC)和动态力学分析(DMA)精确测定,国际标准化组织(ISO 11357-2)和美国材料试验协会(ASTM E1356)均制定了相关检测标准。
玻璃化温度(Glass Transition Temperature,Tg)是材料科学和高分子物理中的重要概念,指非晶态材料(如聚合物)从玻璃态转变为高弹态(或反向转变)的临界温度。以下是综合多来源的详细解释:
基本概念
玻璃化温度是材料内部分子链段开始运动或冻结的温度。在Tg以下,材料呈玻璃态,分子链段运动受限,表现为硬而脆的特性;在Tg以上,材料进入高弹态,分子链段可局部运动,表现出弹性(如橡胶)。
物理性质变化
达到Tg时,材料的模量、形变、体积、比热等物理性质发生突变。例如,聚合物从刚性塑料变为弹性体,膨胀系数和导热系数也会显著变化。
化学组成
材料中成分比例直接影响Tg。例如,二硅酸锂玻璃陶瓷中,SiO₂含量越高,Tg越高;Li₂O含量增加则降低Tg。
分子结构
添加剂与加工条件
增塑剂可降低Tg,而交联剂或填充剂可能提高Tg。熔融温度和冷却速率也会影响非晶态结构的形成,从而改变Tg。
材料选择依据
工艺控制
在注塑、纤维加工等过程中,需根据Tg调整温度,确保材料处于合适的状态(如粘流态便于成型)。
如需更深入的技术细节或具体材料的Tg数据,可参考热分析实验手册或高分子物理教材。
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