
【化】 secondary relaxation temperature
次级松弛温度(Secondary Relaxation Temperature)是高分子材料科学中的重要概念,指在玻璃化转变温度(Tg)以下发生的局部分子运动对应的特征温度。其英文对应术语为“Secondary Relaxation Temperature”或“β-Relaxation Temperature”,通常用符号$T_beta$表示。这一现象与高分子链段中侧基、小分子单元或局部链节的运动相关,例如苯环旋转、酯基摆动等。
从微观机制看,次级松弛温度反映了材料在动态力学谱中出现的能量耗散峰,其数学表达式可表示为: $$ tandelta = frac{E''}{E'} $$ 其中$E'$为储能模量,$E''$为损耗模量。该温度区间的分子运动虽不引发宏观相变,但显著影响材料的韧性、抗冲击性和介电性能。
在工程应用中,次级松弛温度是设计高性能聚合物(如环氧树脂、聚碳酸酯)的关键参数。例如,航空航天材料通过调控$T_beta$可改善低温环境下的抗脆裂性(来源:Springer《聚合物科学与技术百科全书》)。实验测定方法包括动态力学分析(DMA)和介电松弛谱(DRS)。
权威参考文献可参见:
次级松弛温度是高分子材料科学中的一个重要概念,指聚合物在玻璃化转变温度(Tg)以下时,由分子链中较小尺寸结构单元运动引起的松弛过程对应的温度范围。
分子运动单元
次级松弛涉及的运动单元比链段更小,例如侧基、链节、局部键长或键角的变化等。这些运动在材料处于玻璃态时仍然存在,但不会引发宏观性质的根本性变化。
与主松弛的区别
主松弛(即玻璃化转变)对应链段的大规模运动,而次级松弛是更小单元的局部运动,其能量较低、时间尺度更短。
实验检测
可通过动态力学分析(DMA)、介电松弛谱或核磁共振(NMR)等实验手段观察,表现为温度谱上的次级损耗峰。
材料性能影响
次级松弛会影响材料的韧性、抗冲击性及低温性能。例如,聚乙烯的次级松弛与其侧基的局部运动相关,这决定了其在低温下的柔韧性。
结构分析
通过次级松弛温度的特征,可推断聚合物分子链的局部结构(如支化度、侧基类型等),为材料设计提供依据。
若需更具体的实验数据或不同聚合物的次级松弛温度案例,可参考高分子物理教材或专业文献(如来源2、6、7)。
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