玻璃化转变温度(Tg)是什么意思？
玻璃化转变温度(Tg)是聚合物从韧性材料转变为硬脆材料的温度。它是碳链开始移动的温度。在此阶段，非晶区域经历了从刚性状态到柔性状态的转变，固态边界处的温度将其转变为更多的粘弹性（橡胶状）状态。在此温度下，自由体积或分子链之间的间隙增加了2.5倍。 半结晶聚合物的粘弹性使其具有柔韧性，就像包装材料一样。 玻璃化转变温度是半结晶材料的无定形部分的特性。当环境温度低于Tg时，无定形材料的分子保持冻结状态，表现得像固体玻璃。塑料材料具有较低的T g，尽管分子结构坚硬和坚硬的塑料材料显示出较高的T g。 每种具有无定形结构的聚合物都有其独特的玻璃化转变温度，这是确定给定材料是否更适合柔性或刚性应用的有用因素。
解释玻璃化转变温度(Tg)
无定形聚合物材料在加热时变成粘性液体或橡胶状的温度称为玻璃化转变温度(Tg)。它也可以定义为无定形聚合物在冷却时发展出特有的玻璃态性能（如脆性、刚度和刚度）的温度。该温度可用于识别聚合物。 此外，在Tg处，主干链移动性发生变化。在较低的温度下，仍有分子运动，但主链被冻结在原地。给定塑料的Tg可以通过加入增塑剂来改变，PVC就是这种情况。 Tg的值在很大程度上取决于聚合物链的流动性，对于大多数合成聚合物而言，Tg的值介于170°K和500°K（-103°C和227°C）之间。 纯结晶聚合物没有玻璃化转变温度，因为玻璃化转变温度只适用于无定形聚合物。纯无定形聚合物没有熔化温度；它们只有玻璃化转变温度。然而，许多聚合物由无定形和结晶结构组成。这意味着许多聚合物同时具有玻璃化转变温度和熔化温度。玻璃化转变温度低于熔化温度。
玻璃化转变温度(T g)的实际应用
不同聚合物的不同玻璃化转变温度使各种聚合物比其他聚合物更适合某些应用。例如，汽车的橡胶轮胎柔软而有延展性，因为在正常工作温度下它远高于其玻璃化转变温度。如果它的玻璃化转变温度高于它的工作温度，它就不会具有抓地力所需的柔韧性。 其他聚合物设计用于在低于其玻璃化转变温度的温度下工作。这方面的一个例子是工具上的硬塑料手柄。如果塑料手柄的玻璃化转变温度低于其工作温度，它就会太柔韧，无法抓住它并有效地使用该工具。
影响玻璃化转变温度的因素
外部因素，如湿度或水分含量，也可能影响Tg。由于湿气倾向于通过材料缓慢扩散，它可能充当增塑剂并导致材料达到基于暴露的相对湿度的平衡湿气含量。这导致较低的Tg。与存放在室外潮湿环境中的材料相比，办公环境中使用的材料在其使用寿命期间只会吸收适量的水分。因此，较低的干燥温度（远低于固化温度）或控制水分暴露可能是合适的。
如何进行玻璃化转变温度测试
测量玻璃化转变温度的经典方法是在预期温度范围内进行一系列机械测试。虽然测试类型有多种选择，但弯曲强度或剪切强度测试是标准。结果报告为弯曲模量或剪切模量与温度的关系图。T g表示材料强度显着下降的地方。 确定转变温度的最标准的热学方法是差示扫描量热法(DSC)、动态机械分析(DMA)和热机械分析(TMA)。
玻璃化转变温度的实际应用
环氧涂料广泛用于石油和天然气行业的管道保护。一个重要的考虑因素是选择提供效率和可持续腐蚀保护的最佳环氧树脂配方，尤其是在较高温度条件下。涂层的性能取决于塑化的Tg值。
