玻璃化温度计算
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常用的硬单体有丙烯酸甲酯(8℃)、醋酸乙烯酯(22℃)、苯乙烯(80℃)、丙烯腈(97℃)、甲基丙烯酸甲酯(105℃)、丙烯酰胺(165℃)等等。
玻璃化温度的高低是反映聚合物柔软性或硬脆性的重要指标,单体的均聚物玻璃化温度较低者称为软单体,当参与树脂共聚时赋予树脂一定的柔韧性和延伸性。
一般将玻璃化温度介于-20℃~-70℃的单体称为软单体,常用的软单体有丙烯酸乙酯(-22℃)、丙烯酸丁酯(-55℃)、丙烯酸异辛酯(-70℃)等等
功能单体是提供特定功能基团的单体。
如:抗污染性,耐溶剂性,耐水性,保光保色性等。
功能单体有:表面活性单体,自交连功能单体,水溶性单体等。
1. MAA 甲基丙烯酸
2. 丙烯酰胺
根据印迹分子的结构或官能团来选择功能单体,它必须能与印迹分子相互作用且与交联剂分子处于合适的位置才能使印迹分子获得期望的取向与定位。
[
根据FOX公式计算近似玻璃化温度
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+W3/Tg3.......Wn/Tgn
tg(单位为K)为单体均聚物玻璃化温度(参考书中有)W为质量分数。
材料的玻璃化转变温度玻璃化转变温度是指物质在加热或冷却过程中发生从液态到固态玻璃态的转变温度。
不同物质的玻璃化转变温度有所差异,这种差异主要受到分子结构和相互作用力的影响。
本文将以人类的视角,以流畅的叙述方式,探讨不同材料的玻璃化转变温度及其影响因素。
我们来了解一下玻璃化转变温度的概念。
玻璃化转变温度是指物质从液态过渡到玻璃态的温度。
在这个过程中,物质的分子结构发生了变化,由有序的液态结构转变为无序的玻璃结构。
玻璃化转变温度通常与物质的化学成分、分子结构、分子量以及相互作用力等因素有关。
不同材料的玻璃化转变温度有很大的差异。
例如,无机玻璃的玻璃化转变温度通常比较高,因为无机玻璃的分子结构比较稳定,相互作用力较强。
而有机玻璃的玻璃化转变温度相对较低,因为有机分子的结构比较松散,相互作用力较弱。
物质的玻璃化转变温度还受到外界条件的影响。
例如,加压可以提高物质的玻璃化转变温度,而减压则可以降低物质的玻璃化转变温度。
这是因为加压可以增加分子之间的相互作用力,使物质更难转变为玻璃态;而减压则相反,减小了分子之间的相互作用力,使物质更容易转变为玻璃态。
物质的化学成分和分子结构也对玻璃化转变温度有影响。
例如,硅酸盐玻璃的玻璃化转变温度较高,这是因为硅酸盐玻璃中的硅氧键结构比较稳定。
而聚合物玻璃的玻璃化转变温度较低,这是因为聚合物玻璃中的分子结构比较松散。
玻璃化转变温度是物质从液态到固态玻璃态转变的温度。
不同材料的玻璃化转变温度受到多种因素的影响,包括化学成分、分子结构、分子量、相互作用力以及外界条件等。
了解材料的玻璃化转变温度对于制备和应用材料具有重要意义,也有助于我们更好地理解物质的性质和行为。
希望通过本文的介绍,读者对玻璃化转变温度有了更深入的了解。
玻璃化转变温度是一个复杂而有趣的物理现象,它在材料科学和物理化学等领域具有重要的研究价值。
通过深入研究不同材料的玻璃化转变温度及其影响因素,我们可以为材料的设计和应用提供更多的参考和指导。
DSC曲线上玻璃化转变温度简介差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry,简称DSC)是一种常用的热分析仪器,用于测量材料在加热或冷却过程中吸放热量的变化。
其中,DSC曲线上的玻璃化转变温度是材料性质的重要参数之一,本文将对DSC曲线上玻璃化转变温度进行详细介绍。
玻璃化转变温度的定义玻璃化转变温度(Glass Transition Temperature,简称Tg)是指在加热过程中,材料从固态转变为高分子玻璃态的临界温度。
在DSC曲线上,Tg通常表现为一个突变点,表示材料的玻璃化转变过程。
DSC曲线上的玻璃化转变DSC曲线上的玻璃化转变通常表现为一个峰或一个跳变点,具体形态取决于材料的性质。
对于无结晶性材料,DSC曲线上的玻璃化转变峰通常呈现为一个尖锐的峰状,而对于有结晶性材料,玻璃化转变通常表现为一个平缓的跳变点。
玻璃化转变温度的测量可以通过DSC曲线上的峰的位置或跳变点的温度来确定。
通常,峰的位置对应的温度被认为是玻璃化转变温度。
玻璃化转变的影响因素玻璃化转变温度受多种因素的影响,下面将介绍几个主要因素:1. 分子结构分子结构是影响玻璃化转变温度的重要因素。
分子链的长度、分支度、分子间作用力等都会对玻璃化转变温度产生影响。
一般来说,分子链越长、分支度越低、分子间作用力越强,玻璃化转变温度越高。
2. 加热速率加热速率也是影响玻璃化转变温度的因素之一。
较快的加热速率会导致玻璃化转变温度的升高,而较慢的加热速率则会导致玻璃化转变温度的降低。
这是因为较快的加热速率会使分子链在较高温度下更难以运动,从而增加了玻璃化转变的能量。
3. 含水量含水量对玻璃化转变温度也有一定的影响。
一般来说,含水量较高的材料具有较低的玻璃化转变温度。
这是因为水分子可以与材料分子形成氢键,降低材料分子的运动能力,从而降低玻璃化转变温度。
应用领域玻璃化转变温度的测量在材料科学、化学工程、高分子材料等领域具有重要的应用价值。
玻璃化转变温度的原理
玻璃化转变温度(Tg)是指无规聚合物或者非晶态固体转变为高分子
玻璃态的临界温度。
在该温度以下,由于聚合物链的活动性低,材料呈现
出玻璃态的性质;在该温度以上,聚合物链的活动性增加,材料呈现出固
态的性质。
玻璃化转变温度的原理涉及到分子运动和热力学平衡的相互作用。
在
玻璃化转变之前,聚合物链呈现出较高的自由体积,分子能够在空间中自
由运动。
当温度降低时,分子的能量减小,运动的自由度减少,链段的运
动变得受限,形成了链段的局部有序结构。
1.动力学因素:当材料温度降低时,聚合物链的转动速度减慢,从而
导致玻璃化转变。
在高温下,聚合物链的转动速度非常快,链段之间的交
错和片层的重排能够自由进行。
当温度降低时,聚合物链的转动受到限制,链段之间的交错和片层的重排变得困难。
温度越低,分子转动的速度越慢,玻璃化转变温度也就越低。
2.热力学因素:温度降低会导致聚合物链的柔性降低,从而使得分子
在空间中的移动变得受限。
当温度降低到一定程度时,链段的自由体积被
压缩,分子就不再具有足够的能量去穿过能垒,从而使得链段的运动受到
限制,聚合物形成了玻璃态。
总的来说,玻璃化转变温度的原理是聚合物链在温度降低的过程中,
由于动力学和热力学因素的共同作用,链段的运动受到限制,形成了玻璃
态的结构。
这种玻璃态的结构使得材料具有高硬度、高强度、低热膨胀系
数等性质,广泛应用于塑料、橡胶、陶瓷等领域。
在材料学中,Tg指的就是玻璃化转变温度,其英文名字为glass transition temperature。
学过高分子物理的人都知道,非晶态聚合物在一定应力下,由于温度的改变,可呈现三种物理状态:玻璃态、高弹态(橡胶态)、粘流态。
(感兴趣的朋友可找《高分子物理》书详细研究下)非晶态聚合物的温度形变曲线玻璃化转变温度指的就是非晶态聚合物(也包括晶态聚合物中的非晶态部分)在玻璃态向高弹态之间转变时的温度,是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度。
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,而不像相转变那样有相变热,所以它不是一级相变.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。
目前Tg的测试方法主要有:热机械分析法(TMA)、差热分析法(DTA) 和示差扫描量热法(DSC)三种。
其中最方便的方法是用DSC测量比热容随温度的变化.此外,还可以用核磁共振谱仪(NMR)来测定。
其原理主要是聚合物的许多物理性能如热容、密度、热膨胀系数、电导率等都在该温度范围发生急剧变化,从而可以通过检测这些变化来测定其Tg。
由于它们的测试方法原理不同,因而测试结果相差较大,不能相比。
玻璃化转变温度(Tg)是非晶态聚合物的一个非常重要的物理参数,那在实际应用中有什么指导作用呢?由于热固性树脂的固化物都属于非晶态聚合物,而产品都是在玻璃态使用,因此Tg越高,也就意味着产品的耐温性能越好。
因此,Tg是衡量树脂耐温性能一个非常重要的指标.既然聊起了温度,除了玻璃化转变温度,长弓侠还想跟大家再聊一个,那就是热变形温度。
热变形温度(全称负荷热变形温度,英文缩写:HDT)指的是对高分子材料或聚合物施加一定的负荷,以一定的速度升温,当达到规定形变时所对应的温度。
玻璃化转变温度玻璃化转变温度刘⽟飞材料物理030摘要:本⽂将介绍玻璃化转变温度⼏种定义⽅法和玻璃化转变理论。
在此基础上,从动⼒学理论、热⼒学理论出发,解释玻璃化转变温度随升温速率升⾼⽽增⼤、降温速率增⼤⽽增⼤的现象。
关键词:玻璃化转变温度弛豫时间⾼聚物玻璃化转变温度是表征⾼聚物的⼀个重要物理]1[量,玻璃化转变温度(g T )附近,微⼩的温度变化能使⾼聚物的物理性质(如:热容量、热膨胀系数、弹性模量、折光率等)发⽣较⼤的变化。
传统测量⾼聚物的玻璃化转变温度点的⽅法是:测量⾼聚物的热膨胀系数及⽐热系数随温度变化的不连续点。
但它与冷却速率有关,冷却速率越⼩,所得到的g T 点越低;冷却速率越⼤,所得到的g T 点越⾼。
当⾼聚物从熔融态或⾼弹态快速淬⽕到玻璃态时,其在⾼温态时的分⼦链构象和分⼦链间聚集结构被冻结,这时体系处于热⼒学⾮平衡态。
如果把这种⾮平衡态样品在低于其g T 温度进⾏较长时间的热处理,由于分⼦链的热运动⽽加速松弛,使体系逐渐向平衡态转变。
整个过程相当于由平衡态(Ⅰ)到⾮平衡态(Ⅱ)再到平衡态(Ⅲ)的转变。
实验中测得的玻璃化转变温度(g T )是过程(Ⅰ)到过程(Ⅱ)或过程(Ⅲ)到过程(Ⅱ)温度转折点的温度。
因此,⽤热膨胀系数和⽐热系数不连续点测定g T 位置与测定时的变温速率和时效时间有很明显的相关性。
1 玻璃化转变温度的定义玻璃化转变是⼀个⾮常有趣的理论问题,不同的学者研究玻璃化转变问题均有⾃⼰独特的观点,学术界对玻璃化转变温度所下的定义⾮常之多。
下⾯分别从分⼦结构、测试⽅法、实验现象⾓度列举玻璃化转变温度的定义形式。
1.1从分⼦结构⾓度定义玻璃化转变温度玻璃化转变温]2[度是指⾼分⼦链段由冻结到解冻、活动到冻结转变点所对应的温度。
玻璃化转变温]3[度是指主链中C 20-50 链段的微布朗运动在冷却时被冻结或在升温时被解冻时所对应的温度。
1.2从测试⾓度定义玻璃化转变温度玻璃化转变温]4[度是指⾼聚物的⼒学性质(模量、⼒学损耗)、热⼒学性质(⽐热容、热膨胀系数、焓)、电磁性质(介电性、导电性、内耗峰)、形变(膨胀系数)、光学性质(折光指数)等物理性质发⽣突变点所对应的温度。
01什么是玻璃化转变?非晶态高聚物的温度–形变曲线玻璃化转变是非晶聚合物特有的性质,是由于温度的升高,大分子链段开始解冻到完全解冻的一个温度区域。
在这个转折区域有一个重要的特征温度就是玻璃化转变温度,是聚合物由玻璃态向高弹态转变的转变温度,也是链段冻结或解冻的温度。
是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度,通常用Tg表示。
在此温度以上,高聚物表现出弹性;在此温度以下,高聚物表现出脆性。
02高聚物的三种力学状态玻璃态:是聚合物在玻璃化转变温度Tg以下的一种力学状态,由于温度较低,链段处于冻结状态,仅有分子键长、键角变化。
因此该状态下聚合物类似玻璃,常为脆性的,形变量很小,为可逆的普弹形变,应力应变可用虎克弹性定律来描述,具有普弹性。
比如塑料就是常温下处于玻璃态的聚合物。
高弹态:聚合物在Tg~Tf 之间的一种力学状态,温度升高,使链段运动能力增大,形变量随之增大,另一方面是大分子链柔顺性增大,链蜷曲程度随之增大,两种因素共同作用的结果是,形变不随温度而改变,出现平台区。
此状态下聚合物的形变与时间有关,具有松驰特性,表现为可逆的高弹形变,形变量很大,为高弹形变,模量进一步降低,聚合物表现为橡胶行为。
粘流态:是聚合物在Tf~Td (分解气化温度)之间的一种力学状态,此状态下大分子链受外力作用时发生位移,且无法回复。
聚合物表现出与小分子液体类似的流动行为,只是粘度较小分子液体大出很多。
一般高分子的熔融加工都是在此温度区间进行。
03影响玻璃化转变温度的因素一、链结构(1)主链:主链上引入苯基、联苯基、共轭双键等刚性基团,链的刚性会增大,而Tg、Tm和Tf均升高;主链上引入醚键、孤立双键等,链会变得柔顺,Tg、Tm和Tf均降低。
(2)侧基:侧基为刚性基团时,随着侧基体积的增大,链的柔顺性降低,Tg、Tm和Tf均升高;侧基(或侧链)为柔性基团(或柔性链)时,侧基(链)越大,柔性越好,则整个分子链的柔顺性越好,Tg、Tm和Tf均降低。
pcb 玻璃化转变温度
PCB的玻璃化转变温度(Tg)是指在升温过程中,PCB材料
从玻璃态转变为橡胶态的温度。
Tg温度可以影响PCB的热变
形特性、机械强度以及电性能。
不同类型的PCB材料具有不同的玻璃化转变温度。
一般来说,常见的有机玻璃化转变温度范围在100℃至170℃之间。
在PCB设计和制造过程中,需要根据应用环境和要求选择合
适的材料和Tg温度。
若应用环境温度较高,要求PCB具有较好的热稳定性和机械强度,需要选择Tg温度较高的PCB材料。
相反,若应用环境温度较低,可以选择较低Tg温度的PCB材料。
衡量Tg温度通常使用动态热分析(DMA)或热差示扫描仪(DSC)进行测试。
这些测试方法可以量化PCB材料在不同
温度下的热性能表现,以确定其玻璃化转变温度。
玻璃化温度℃玻璃化温度(也称为玻璃转变温度)是指在玻璃制品制造过程中,玻璃材料从固态转变为液态的温度。
这一过程常常受到材料的成分、结构和制备工艺等因素的影响。
玻璃化温度的概念对于玻璃制造工业具有非常重要的指导意义。
首先,玻璃化温度对于玻璃材料的加工性能具有直接影响。
当材料的温度接近玻璃化温度时,材料会变得软化,使得制造过程中能够更加容易地加工成形。
这也意味着在制造工业中,我们可以通过控制材料的温度来调节玻璃制品的形状、大小和厚度等参数。
其次,了解玻璃化温度还可以帮助我们预测和控制材料的性能。
在玻璃化温度以下,玻璃材料呈现出固态的性质,具有较高的强度和硬度。
而在玻璃化温度以上,材料的分子结构逐渐变得无序,表现出液态的性质,容易变形和破裂。
因此,了解玻璃化温度可以帮助我们选择合适的工艺参数,以确保玻璃制品的稳定性和可靠性。
此外,玻璃化温度的研究还有助于我们深入了解玻璃材料的微观结构。
玻璃是一种非晶态材料,其分子结构没有规则的周期性排列。
而玻璃化温度的变化,可以反映出玻璃材料分子结构的稳定性和有序性。
通过研究不同材料的玻璃化温度,我们可以深入了解玻璃制品的性质和特性,从而指导材料的设计和改进。
最后,玻璃化温度的控制是实现玻璃制品质量稳定的重要手段。
一些玻璃制品在使用过程中会面临温度变化的挑战,如果玻璃化温度偏高或偏低,都会对制品的性能和可靠性产生负面影响。
因此,通过调整材料的成分和制备工艺,我们可以控制玻璃化温度的范围,确保玻璃制品在各种环境下的稳定性和可靠性。
综上所述,玻璃化温度作为玻璃制造工业中的重要指标,具有丰富的研究价值和实际应用前景。
通过对玻璃化温度的深入研究和理解,我们可以更好地控制玻璃制品的加工性能和性质,从而推动玻璃制造工业的发展和进步。
塑料玻璃化转变温度
塑料的玻璃化转变温度是指在加热过程中,塑料由玻璃态转变为高分子链条流动的过渡态的温度。
这个温度对于塑料的物理性质和工程应用非常重要。
玻璃化转变温度通常用Tg表示。
首先,我们可以从化学角度来看。
塑料通常是由高分子聚合物构成的,当温度升高时,高分子链开始变得活跃,从而影响塑料的性质。
玻璃化转变温度是在这个过程中的一个关键点,它标志着塑料从脆性转变为柔韧性。
其次,从工程角度来看,玻璃化转变温度也是塑料材料在实际应用中的一个重要参数。
低于Tg的温度下,塑料通常呈现出玻璃状的硬度和脆性;而高于Tg的温度下,塑料则呈现出较高的柔韧性和变形性。
因此,设计塑料制品的使用温度范围时,Tg是一个重要的考虑因素。
另外,从材料选择和性能优化的角度来看,了解塑料的玻璃化转变温度也有助于工程师和设计者选择合适的塑料材料,并在特定温度范围内优化其性能。
不同类型的塑料具有不同的玻璃化转变温度,这也影响着它们在不同环境下的应用。
总之,塑料的玻璃化转变温度是一个重要的材料参数,对于塑料的性能和应用具有重要意义。
从化学、工程和材料选择的角度来看,了解和理解塑料的玻璃化转变温度是非常重要的。
pet玻璃化转变温度tgPET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)是一种常见的塑料材料,具有许多优点,比如透明度高、抗冲击性好、耐高温等。
其中,PET的玻璃化转变温度(Tg)是一个重要的物理性质,它决定了PET材料在不同温度下的力学性能和热学性能。
本文将重点介绍PET的玻璃化转变温度以及相关的内容。
首先,我们需要了解什么是玻璃化转变温度。
简单来说,玻璃化转变温度是指材料从固体状态转变为类似玻璃的胶体状态的温度。
在这个温度下,聚合物链段会变得高度可动,导致材料的强度和硬度显著下降。
对于PET来说,它的玻璃化转变温度一般在60-80摄氏度之间。
PET的玻璃化转变温度与许多因素有关,其中最主要的因素是聚合度和链段静态摩擦系数。
聚合度是指PET聚合物中重复单元的数量,链段静态摩擦系数是指聚合物链段的内摩擦阻力。
一般来说,聚合度越高,PET的玻璃化转变温度就越高;同样,链段静态摩擦系数越高,PET的玻璃化转变温度也会增加。
此外,其他因素如分子链的取向、交联度、共摻杂质等,也会对PET的玻璃化转变温度产生影响。
PET的玻璃化转变温度对其应用有重要意义。
例如,在制造PET瓶子时,必须将PET加热到足够高的温度,才能使其变软并有足够的流动性,便于吹塑成型;而在PET纤维的拉伸过程中,必须控制温度低于玻璃化转变温度,以免纤维丧失原有的拉伸性能。
此外,PET作为食品包装材料时,也需要考虑其玻璃化转变温度,以保证在正常使用温度范围内不失去原有的物理性能。
为了准确测定PET的玻璃化转变温度,常常使用热机械分析仪(TMA)或差示扫描量热仪(DSC)等仪器。
TMA可以通过测量材料的长度变化来确定Tg,而DSC则是测量材料热容变化来确定Tg。
这些仪器可以提供精确的测试结果,用于科研、质量控制和生产过程控制等方面。
总之,PET的玻璃化转变温度是PET材料的一个重要物理性质,影响着材料的力学性能和热学性能。
对于不同的应用场景,需要根据PET 的玻璃化转变温度做出相应的技术调整和选择。
玻璃化温度的讨论非晶态高聚物从玻璃态到橡胶态,有一个转变——玻璃化转变。
这个转变一般其温度区间不超过几度。
但在转变前后,模量的减少达三个数量级。
在实用上是从硬而脆的固体变成韧性的橡胶。
所以,玻璃化转变是高聚物一个重要的特性。
形成玻璃态的主要原因,可能是高聚物分子结构不对称,不能形成结晶;也可能是没有足够的能量去重排结晶。
而且多数高聚物也只有在特定的条件下方能结晶。
同时高聚物很难形成100%的结晶,总有部分非晶态存在,因此玻璃化转变是高聚物普遍现象,只不过非晶态少的高聚物玻璃化转变不明显。
一,玻璃化转变温度的测定高聚物在玻璃化转变时,除了力学性质有很大变化,其他性质如体积,热力学性质,磁性质等,都有很大变化。
在理论上后面的变化更为重要。
下面就简要介绍:1,体积的变化用膨胀计测定玻璃化温度是最常用的方法。
一般是测定高聚物的比体积对温度的关系.把曲线两端的直线部分外推至交点作为T g(如图1)从图可以看出,玻璃化转变同冷却速率有关:冷却的快。
得出的T g高;冷却的慢,T g就较低。
同样,加热速率或快或慢,T g也或高或低。
产生这种现象的原因是体系没有达到平衡。
但要达到平衡,需要很长的时间(无限长),这在实验上做不到。
通常采用的标准是每分钟3℃。
测量时.常把试样在封闭体系中加热或冷却,体积的变化通过填充液体的液面升降而读出、这种液体不能和高聚物发生反应或溶解、溶胀,最常用的是水银、也有人用空气作测量的流体,达时可测定压力的变化。
其它与体积有关的性质也可用于测定,加试样的折射系数、X射线的吸收等。
2,热力学方法量热方法也是测定玻璃化温度的常用方法。
在T g时,热焓有明显变化,热容有—个突变。
自从有了差热分析(DTA)和差示扫描量热计后,量热方法变得更为重要。
象体积变化一样,热焓和热容的变化也和速率有关:图2表示比体积(V)和焓(H)对温度的关系,图3表示体膨胀系数和热容对温度的关系,都出现行“滞后”现象。
玻璃化温度计算公式玻璃化温度是指在降温过程中,无定形物质由高温液态逐渐转变为固态的温度。
它是材料学中重要的参数,可以用来评估材料的性能和应用范围。
玻璃化温度的计算涉及多个因素,其中最常用的计算公式是氢键断裂理论。
氢键断裂理论是一种描述分子间相互作用的理论,它认为玻璃化温度取决于分子间氢键的断裂。
具体而言,当温度升高时,分子间的热运动增强,氢键的断裂概率也随之增加。
当温度降低至一定程度时,氢键的断裂概率将会达到一个临界值,此时无定形物质将发生玻璃化转变。
根据氢键断裂理论,玻璃化温度(Tg)与氢键的断裂能(ΔH)和断裂概率(P)有关。
计算公式如下:Tg = ΔH / P其中,ΔH是氢键的断裂能,表示分子间氢键断裂所需的能量;P是断裂概率,表示在给定的温度下氢键断裂的概率。
氢键的断裂能可以通过实验测量得到,或者通过计算方法进行估算。
断裂概率可以根据分子间的距离和势能函数来计算。
不同的材料具有不同的氢键结构和势能函数,因此计算玻璃化温度需要针对具体材料进行。
除了氢键断裂理论,还有其他一些计算玻璃化温度的方法。
例如,弛豫时间理论认为玻璃化温度与物质的弛豫时间有关。
弛豫时间是指无定形物质由液态向固态转变时,分子重新排列的时间。
根据弛豫时间理论,玻璃化温度可以通过分子的动力学性质来计算。
还有一些经验公式可以用来估算玻璃化温度。
这些经验公式是通过大量实验数据的统计分析得出的,可以用来对未知材料的玻璃化温度进行估算。
然而,由于不同材料的结构和性质差异较大,这些经验公式的适用范围较窄,仅供参考。
计算玻璃化温度是材料学中的重要问题,涉及多个因素的综合考虑。
氢键断裂理论是最常用的计算方法之一,它基于分子间氢键的断裂来解释玻璃化转变。
除此之外,还有弛豫时间理论和经验公式等方法可供选择。
在实际应用中,我们可以根据具体材料的特性和需求,选择合适的方法来计算玻璃化温度,以提高材料的性能和应用范围。
玻璃化温度
1 玻璃化温度的概念
玻璃化温度是指物质在逐渐升温时最终固态转变为液态的温度。
它是一个物理术语,指液体或者其它固体,在特定温度时熔化为液态,可以正常流动。
换句话说,当温度上升到玻璃化温度或更高时,作为
一种固体在高温下保持不变的结构会被破坏,使得物质变为液态物质。
在化学上,物质的玻璃化温度是根据它的化学结构来确定的,在
玻璃化温度之上,这种结构被失去,物质的状态发生了改变,它由固
体熔化为液体。
2 玻璃化温度的计算
玻璃化温度可以通过仪器测量,例如采用蒸馏液的方法来测量玻
璃化温度,也可以使用化学实验夹具和温度传感器来测量,也可以使
用化学计算公式来估算玻璃化温度。
比如说,玻璃化温度一般可由物质气体状态参数,如摩尔体积、
蒸汽压等来计算。
在液体状态中,玻璃化温度可以通过氢气或氦气实
验来估计。
3 玻璃化温度的重要性
玻璃化温度也被广泛应用于很多领域,例如金属工艺中的熔融技术,硅和金属合金熔炼技术,冶金技术,玻璃制备技术,陶瓷制备技术,焊接技术,汽车工业技术,电子工业技术,食品技术等等。
此外,
玻璃化温度也可用于燃料材料制造业,以预防燃料材料在点燃时突然
熔融而造成的火灾危险。
总之,玻璃化温度对于我们社会的日常生活起着不可或缺的作用,它在化学、冶金、电子和燃料材料制造等领域均有所贡献,可谓一种
无价的财富。
玻璃化转换温度非晶态高聚物从玻璃态到橡胶态,有一个转变——玻璃化转变。
这个转变一般其温度区间不超过几度。
但在转变前后,模量的减少达三个数量级。
在实用上是从硬而脆的固体变成韧性的橡胶。
所以,玻璃化转变是高聚物一个重要的特性。
形成玻璃态的主要原因,可能是高聚物分子结构不对称,不能形成结晶;也可能是没有足够的能量去重排结晶。
而且多数高聚物也只有在特定的条件下方能结晶。
同时高聚物很难形成100%的结晶,总有部分非晶态存在,因此玻璃化转变是高聚物普遍现象,只不过非晶态少的高聚物玻璃化转变不明显。
高聚物在玻璃化转变时,除了力学性质有很大变化,其他性质如体积,热力学性质,磁性质等,都有很大变化。
在理论上后面的变化更为重要。
下面就简要介绍:1,体积的变化用膨胀计测定玻璃化温度是最常用的方法。
一般是测定高聚物的比体积对温度的关系.把曲线两端的直线部分外推至交点作为T(如g图1)从图可以看出,玻璃化转变同冷却速率有关:冷却的快。
得出的T高;冷g就较低。
同样,加热速率或快或慢,T也或高或低。
产生gg却的慢,T这种现象的原因是体系没有达到平衡。
但要达到平衡,需要很长的时间(无限长),这在实验上做不到。
通常采用的标准是每分钟3?。
测量时.常把试样在封闭体系中加热或冷却,体积的变化通过填充液体的液面升降而读出、这种液体不能和高聚物发生反应或溶解、溶胀,最常用的是水银、也有人用空气作测量的流体,达时可测定压力的变化。
其它与体积有关的性质也可用于测定,加试样的折射系数、X射线的吸收等。
2,热力学方法量热方法也是测定玻璃化温度的常用方法。
在T时,热焓有明显g变化,热容有—个突变。
自从有了差热分析(DTA)和差示扫描量热计后,量热方法变得更为重要。
象体积变化一样,热焓和热容的变化也和速率有关:图2表示比体积(V)和焓(H)对温度的关系,图3表示体膨胀系数和热容对温度的关系,都出现行“滞后”现象。
图中曲线1是缓慢冷却,曲线2是正常冷却和升温,曲线3是快速冷却;曲线1、3是正常升温。