[科普中国]-玻璃转换

玻璃转换又称为玻璃态转变，指的是无定型物质在玻璃态和液态之间的转变。对于聚合物而言玻璃化转变是非晶聚合物的玻璃态和高弹态之间的转变。玻璃化转变也发生于结晶聚合物的非晶区中。玻璃化转变对聚合物性能尤其是力学性能具有很大影响。发生玻璃化转变的温度称为玻璃化温度，是高聚物的特征温度。它和聚合物链段的柔性有很大的关系，一般链段越柔，玻璃化转变温度越低，链段刚性越大，玻璃化转变温度越高。

定义无定型物质的玻璃态和液态之间的转变。

对于聚合物来说是非晶聚合物的玻璃态与高弹态之间的转变。其分子运动本质是链段运动发生“冻结”与“自由”的转变。1

玻璃转换也发生于结晶聚合物的非晶区中。

发生玻璃转换的温度称为玻璃化温度，以Tg表示，是高聚物的特征温度。它是非晶态热塑性塑料使用温度的上限，是橡胶使用温度的下限。

玻璃转换对聚合物性能尤其是力学性能变化很大，非晶聚合物的模量可产生3～4个数量级的变化。

玻璃转换的温度和聚合物链段的柔性有很大的关系，一般链段越柔，玻璃转换温度越低，链段刚性越大，玻璃转换温度越高。认为玻璃转换的时候，高分子内部出现的现象是链段的运动。现在高分子物理学还没有一种特定的模型来描述链段的这种运动，其中以“自由体积论”最为广泛认可。

影响因素1、化学结构的影响

主链结构

主链结构为-C-C-,-C-N-,-Si-O-等单键的非晶态聚合物，链的柔性越大，Tg较低。

侧基或侧链

侧链的极性基团：使内旋转活化能及分子间作用力增加，导致Tg增加。

侧链的非极性基团：侧链体积越大，对内旋转阻碍越大，链的柔性降低，Tg升高。

2、共聚

无规共聚：Tg 介于两种共聚组分单体的均聚物的Tg之间，随共聚组成的变化线性或非线性变化。

交替共聚：两种单体M1和M2以等分子进入共聚物, 并沿着高分子链呈交替排列的共聚合。

嵌段和接枝共聚

3、交联

轻度交联： 交联点不限制链段的运动 Tg影响小

中等交联：链段的活动性减小 Tg增加

高度交联：链段活动被严重抑制 Tg超过Tf

4、分子量

5、增塑剂or稀释剂

6、外界条件2

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学