
【化】 secondary relaxation temperature
次級松弛溫度(Secondary Relaxation Temperature)是高分子材料科學中的重要概念,指在玻璃化轉變溫度(Tg)以下發生的局部分子運動對應的特征溫度。其英文對應術語為“Secondary Relaxation Temperature”或“β-Relaxation Temperature”,通常用符號$T_beta$表示。這一現象與高分子鍊段中側基、小分子單元或局部鍊節的運動相關,例如苯環旋轉、酯基擺動等。
從微觀機制看,次級松弛溫度反映了材料在動态力學譜中出現的能量耗散峰,其數學表達式可表示為: $$ tandelta = frac{E''}{E'} $$ 其中$E'$為儲能模量,$E''$為損耗模量。該溫度區間的分子運動雖不引發宏觀相變,但顯著影響材料的韌性、抗沖擊性和介電性能。
在工程應用中,次級松弛溫度是設計高性能聚合物(如環氧樹脂、聚碳酸酯)的關鍵參數。例如,航空航天材料通過調控$T_beta$可改善低溫環境下的抗脆裂性(來源:Springer《聚合物科學與技術百科全書》)。實驗測定方法包括動态力學分析(DMA)和介電松弛譜(DRS)。
權威參考文獻可參見:
次級松弛溫度是高分子材料科學中的一個重要概念,指聚合物在玻璃化轉變溫度(Tg)以下時,由分子鍊中較小尺寸結構單元運動引起的松弛過程對應的溫度範圍。
分子運動單元
次級松弛涉及的運動單元比鍊段更小,例如側基、鍊節、局部鍵長或鍵角的變化等。這些運動在材料處于玻璃态時仍然存在,但不會引發宏觀性質的根本性變化。
與主松弛的區别
主松弛(即玻璃化轉變)對應鍊段的大規模運動,而次級松弛是更小單元的局部運動,其能量較低、時間尺度更短。
實驗檢測
可通過動态力學分析(DMA)、介電松弛譜或核磁共振(NMR)等實驗手段觀察,表現為溫度譜上的次級損耗峰。
材料性能影響
次級松弛會影響材料的韌性、抗沖擊性及低溫性能。例如,聚乙烯的次級松弛與其側基的局部運動相關,這決定了其在低溫下的柔韌性。
結構分析
通過次級松弛溫度的特征,可推斷聚合物分子鍊的局部結構(如支化度、側基類型等),為材料設計提供依據。
若需更具體的實驗數據或不同聚合物的次級松弛溫度案例,可參考高分子物理教材或專業文獻(如來源2、6、7)。
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