玻璃化转变温度gydF4y2Ba

的glass transition is one of the most important properties of amorphous and semi-crystalline materials, e.g., inorganic glasses, amorphous metals, polymers, pharmaceuticals and food ingredients, etc., and describes the temperature region where the mechanical properties of the materials change from hard and brittle to more soft, deformable or rubbery.

许多聚合物,如热塑性塑料、热固性塑料、橡胶等,通常由非晶态和晶体结构组成。这意味着许多聚合物同时具有玻璃化转变温度TgydF4y2BaggydF4y2Ba和一个gydF4y2Ba熔化温度gydF4y2Ba。玻璃化转变温度(TgydF4y2BaggydF4y2Ba)低于gydF4y2Ba熔化温度gydF4y2Ba一种晶体材料。gydF4y2Ba

玻璃化转变温度究竟是什么gydF4y2Ba

玻璃化转变温度TgydF4y2BaggydF4y2Ba,材料的特征在于该玻璃化转变发生的温度范围。总是低于材料的晶体状态的熔化温度(如果存在)。在玻璃化转变的温度范围内,聚合物从硬状态变为更柔韧且柔软的状态。T.gydF4y2BaggydF4y2Ba发生在聚合物链的迁移率显著增加的温度范围内。gydF4y2Ba

像聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)这样的热塑性塑料通常在其玻璃化转变温度以下使用,即在其玻璃化状态。gydF4y2Ba
像聚异戊二烯和丁二烯橡胶(BR)这样的弹性体被用于它们的TgydF4y2BaggydF4y2Ba它们柔软柔软。gydF4y2Ba

玻璃化转变温度用于材料鉴定gydF4y2Ba

玻璃化转变温度的测定是用于材料鉴定的工具。玻璃化转变温度(TgydF4y2BaggydF4y2Ba)还确定材料的应用领域。例如,橡胶轮胎(汽车)是柔软的韧性,因为在正常工作温度下,它远高于其玻璃化转变温度。如果其玻璃化转变温度高于其工作温度,则不会抓住路面所需的灵活性。gydF4y2Ba

其他聚合物在其玻璃化转变温度下工作,例如,坚硬的塑料把手。如果塑料把手的玻璃化转变温度低于它的操作温度,它就太灵活了。gydF4y2Ba

用不同的热分析方法测定玻璃化转变温度gydF4y2Ba

通过差示扫描量热法(DSC)gydF4y2Ba

(例如,ASTM E1356)gydF4y2Ba

在gydF4y2BaDSC.gydF4y2Ba测量值,通过测量曲线的基线的步骤可以观察到玻璃化转变(图1)。它的特征在于其发作,中点,拐点和终止温度。步高度对应于ΔCgydF4y2BapgydF4y2Ba并且在j /(g⋅k)中给出。评估程序在例如ASTM E1356-08中描述。gydF4y2BaDSC.gydF4y2Ba可用于固体,粉末和液体。gydF4y2Ba

应用程序gydF4y2Ba

研究了水分对山梨醇玻璃化转变温度的影响gydF4y2Ba

山梨糖醇用作许多糖果,饮食产品和药物中的糖替代品。山梨糖醇中的10%水的比例反应了玻璃化转变温度约为约的降低。24K(中间温度)相对于无水山梨糖醇。在从熔融状态快速冷却后,两个样品保持完全无定形(在显示的加热步骤之前发生)。gydF4y2Ba

测量是在氮气气氛中以10 K/min的升温速率进行的。密封的铝制样品盘用一个穿孔的盖子密封。样品质量约为12 mg±1mg。gydF4y2Ba

研究了水分对山梨醇玻璃化转变温度的影响gydF4y2Ba 研究了水分对山梨醇玻璃化转变温度的影响gydF4y2Ba

通过动态力学分析(DMA)gydF4y2Ba

(例如,ASTM 1640)gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba直接存储器存取gydF4y2Ba技术(如ASTM E1640-09)是测定玻璃化转变温度(如1640-94)的非常灵敏的技术。它为玻璃化转变的测定提供了一种可供选择的方法gydF4y2Ba差示扫描量热法gydF4y2Ba(ISO 11357-2)。在gydF4y2Ba直接存储器存取gydF4y2Ba测量,在储存模量E'中的矩形变化的外推开始中可以观察到Tg,损耗模量e''的峰值和Tanδ的峰值。gydF4y2Ba

DMA可用于未增强和填充的聚合物、泡沫、橡胶、粘合剂和纤维增强塑料/复合材料。对于源材料的形式,可以适当地应用不同的动态力学分析模式(如弯曲、压缩、拉伸)。gydF4y2Ba

应用程序gydF4y2Ba

橡胶的玻璃过渡gydF4y2Ba

动态力学分析(DMA) records a material’s temperature-dependent visco-elastic properties (stiffness, E’ and loss modulus, E’’, measure for the oscillation energy), and determines its modulus of elasticity and damping values (tanδ) by applying an oscillating force to the sample.

玻璃化转变温度TgydF4y2BaggydF4y2Ba,通过动态机械分析,DMA在张力模式下测定氢化丙烯腈丁二烯橡胶(HNBR)的含氢。在2k / min的加热速率下进行测量,在-90℃和40℃之间的温度范围内,在1Hz的频率,频率为±20μm的振幅。在储存模量E'中确定的外推开始,损耗模量E''中的峰值和Tanδ曲线中的峰值均对应于玻璃化转变温度T.gydF4y2BaggydF4y2Ba(通过应用各自的评价公约)。gydF4y2Ba

橡胶的玻璃过渡gydF4y2Ba 橡胶的玻璃过渡gydF4y2Ba

通过稀释物(DIL)/热机械分析(TMA)gydF4y2Ba

(例如,ASTM E831)gydF4y2Ba

在膨胀计(DIL)和gydF4y2Ba热机械分析仪gydF4y2Ba(TMA,两者均在ASTM E 473 - 11a中描述),玻璃化转变对应于尺寸变化中的弯曲(如ASTM E1545)。在实验的DIL/TMA曲线中记录为外推的扭结开始时间,并表现为温度的函数。为了使这个定义可重复使用,应该指定冷却或加热速率。例如,ASTM E1545描述了玻璃化转变的测定方法gydF4y2Ba蓝玉gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

应用程序gydF4y2Ba

通过稀释测定测定玻璃化转变gydF4y2Ba

在氦气气氛中,以3 K/min的升温速率对天然橡胶材料的DIL测量介于-120°C和20°C之间。样品长度为2mm。推断的起始温度为-62℃,对应于玻璃化转变(Tg)。在橡胶等非晶态材料中,这是一种可逆的转变。材料从一种坚硬和相对易碎的状态变成一种柔软或橡胶的状态。gydF4y2Ba

通过稀释测定测定玻璃化转变gydF4y2Ba 通过稀释测定测定玻璃化转变gydF4y2Ba