玻璃化转变温度

玻璃化转变温度（glass transition temperature）是指非晶态聚合物或部分结晶聚合物中非晶聚合物中非晶相发生玻璃化转变所对应的温度。

什么是玻璃化转变？

玻璃化转变是非晶态高分子材料固有的性质，是高分子运动形式转变的宏观体现，它直接影响到材料的使用性能和工艺性能，因此长期以来它都是高分子物理研究的主要内容。由于高分子结构要比低分子结构复杂，其分子运动也就更为复杂和多样化。

根据高分子的运动力形式不同，非晶聚合物有四种物理状态（或称力学状态）：玻璃态、粘弹态、高弹态（橡胶态）和粘流态。我们通常把玻璃态与高弹态之间的转变，称为玻璃化转变；它所对应的转变温度即是玻璃化转变温度（玻璃化温度）。

在温度较低时，材料为刚性固体状；与玻璃相似，在外力作用下只会发生非常小的形变，此状态即为玻璃态。当温度继续升高到一定范围后，材料的形变明显地增加，并在随后的一定温度区间形变相对稳定，此状态即为高弹态。温度继续升高形变量又逐渐增大，材料逐渐变成粘性的流体，此时形变不可能恢复，此状态即为粘流态。

从分子结构上讲，玻璃化转变温度是高聚物无定形部分从冻结状态到解冻状态的一种松弛现象，而不象相转变那样有相变热，所以它是一种二级相变（高分子动态力学中称主转变）。

在玻璃化转变温度以下，高聚物处于玻璃态，分子链和链段都不能运动，只是构成分子的原子（或基团）在其平衡位置作振动；而在玻璃化转变温度时分子链虽不能移动，但是链段开始运动，表现出高弹性质，温度再升高，就使整个分子链运动而表现出粘流性质。

玻璃化转变温度（Tg）是非晶态聚合物的一个重要的物理性质，也是凝聚态物理基础理论中的一个重要问题和难题，是涉及动力学和热力学的众多前沿问题。

玻璃态是一种热力学上的非平衡态，玻璃化转变温度并不是一个定值，而是一个转变温区，往往随测定方法和条件而变。因此，在标出某种材料的玻璃化转变温度时，必须注明测定的方法和条件。

影响玻璃化转变的因素有哪些？

1.温度：玻璃化转变是温度诱导的分子运动现场，因此温度是影响玻璃化转变的最主要因素。当温度升高时，分子运动加剧，玻璃化转变温度也会相应提高。

2.分子结构：分子结构对玻璃化转变也有重要影响。例如，分子链的长度，刚性，柔性以及分子间作用力等都会影响玻璃化转变温度。

3.应力：应力也会影响玻璃化转变，在应力作用下，分子链的排列和运动都会受到影响，从而导致玻璃化转变温度的变化。

4.结晶度：结晶度高的材料在玻璃化转变过程中需要更多的能量来克服分子间的相互作用，因此其玻璃化转变温度会相应提高。

5.化学成分；化学成分也会影响玻璃化转变，例如，不同化学成分的聚合物其玻璃化转变温度也会有所不同。

6.气氛：气氛对玻璃化转变也有一定影响。例如氧气和氮气等气氛对聚合物材料的玻璃化转变温度影响不同。

综上所述，玻璃化转变受到多种因素的影响，包括温度，分子结构，应力，结晶度，化学成分和气氛等。这些因素之间相互作用，共同决定着玻璃化转变的行为和性质。

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