玻璃化轉變

glass transition;glass-rubber transition。玻璃化轉變的溫度和聚合物鏈段的柔性有很大的關係,一般鏈段越柔,玻璃化轉變溫度越低,鏈段剛性越大,玻璃化轉變溫度越高。對於聚合物來說是非晶聚合物的玻璃態與高彈態之間的轉變。其分子運動本質是鏈段運動發生“凍結”與“自由”的轉變。玻璃化轉變也發生於結晶聚合物的非晶區中。它是非晶態熱塑性塑膠使用溫度的上限,是橡膠使用溫度的下限。玻璃化轉變對聚合物性能尤其是力學性能變化很大,非晶聚合物的模量可產生3~4個數量級的變化。

簡介

無定型物質的玻璃態和液態之間的轉變。

對於聚合物來說是非晶聚合物的玻璃態與高彈態之間的轉變。其分子運動本質是鏈段運動發生“凍結”與“自由”的轉變。

玻璃化轉變也發生於結晶聚合物的非晶區中。

發生玻璃化轉變的溫度稱為玻璃化溫度,以Tg表示,是高聚物的特徵溫度。它是非晶態熱塑性塑膠使用溫度的上限,是橡膠使用溫度的下限。

玻璃化轉變對聚合物性能尤其是力學性能變化很大,非晶聚合物的模量可產生3~4個數量級的變化。

玻璃化轉變的溫度和聚合物鏈段的柔性有很大的關係,一般鏈段越柔,玻璃化轉變溫度越低,鏈段剛性越大,玻璃化轉變溫度越高。認為玻璃化轉變的時候,高分子內部出現的現象是鏈段的運動。現在高分子物理學還沒有一種特定的模型來描述鏈段的這種運動,其中以“自由體積論”最為廣泛認可

影響玻璃化轉變的因素

1、化學結構的影響

主鏈結構

主鏈結構為-C-C-,-C-N-,-Si-O-等單鍵的非晶態聚合物,鏈的柔性越大,Tg較低。

側基或側鏈

側鏈的極性基團:使內鏇轉活化能及分子間作用力增加,導致Tg增加。

側鏈的非極性基團:側鏈體積越大,對內鏇轉阻礙越大,鏈的柔性降低,Tg升高。

2、共聚

無規共聚:Tg 介於兩種共聚組分單體的均聚物的Tg之間,隨共聚組成的變化線性或非線性變化。

交替共聚:兩種單體M1和M2以等分子進入共聚物, 並沿著高分子鏈呈交替排列的共聚合。

嵌段和接枝共聚

3、交聯

輕度交聯: 交聯點不限制鏈段的運動 Tg影響小

中等交聯:鏈段的活動性減小 Tg增加

高度交聯:鏈段活動被嚴重抑制 Tg超過Tf

4、分子量

5、增塑劑or稀釋劑

6、外界條件

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