聚合物的玻璃化转变

下列聚合物中玻璃化转变温度聚合物材料在化学、材料工程和生物医学等领域中扮演着重要角色。

而玻璃化转变温度是评估聚合物材料性能的重要指标之一。

本文将深入探讨下列聚合物中玻璃化转变温度这一主题，并着重分析其在材料科学领域的重要性。

一、概念解释什么是玻璃化转变温度？玻璃化转变温度是指在聚合物材料中，由蠕变态转变为弹性态所需的温度。

简单来说，当聚合物材料在加热过程中，温度达到玻璃化转变温度时，材料的物理性质会发生明显的变化，从而影响其力学性能和形状稳定性。

二、玻璃化转变温度的影响因素1. 聚合物分子结构：聚合物的分子结构对其玻璃化转变温度有着重要影响。

通常来说，分子链越长、交联结构越多的聚合物材料，其玻璃化转变温度会相对较高。

2. 添加剂和填料：在一些特殊的应用中，通过添加剂和填料来改变聚合物材料的玻璃化转变温度，以使其更适合特定的工程和应用需求。

3. 加工过程和历史：加工过程和历史会对聚合物材料的分子结构和排列产生影响，从而改变其玻璃化转变温度。

三、玻璃化转变温度的应用1. 材料选型和设计：了解聚合物材料的玻璃化转变温度有助于工程师和设计师选择适合的材料，并进行合理的构件设计。

2. 功能性材料的开发：在一些特殊领域，如智能材料和微电子器件等，需要研究和开发具有特定玻璃化转变温度的功能性材料。

3. 材料性能评价：玻璃化转变温度是评估聚合物材料热稳定性、抗老化性能和应力松弛性能的重要指标之一。

四、个人观点和理解玻璃化转变温度是聚合物材料中至关重要的指标之一，它不仅影响着材料的力学性能和形状稳定性，也对材料的加工和应用提出了挑战。

未来，我希望能够进一步深入研究和应用玻璃化转变温度这一指标，为材料科学领域的发展做出更多的贡献。

总结回顾通过本文的阐述，我们对下列聚合物中玻璃化转变温度这一重要主题有了更全面、深刻和灵活的理解。

我们了解了玻璃化转变温度的概念和影响因素，以及它在材料科学领域的应用和重要性。

我们也分享了个人的观点和理解。

常见高聚物的名称、重复结构单元、焰点与玻璃化转变温度Names, Constitutional Repeating Units, Melting Points and Glass-transitionTemperatures of Common High Polymers序号(No.),名称(Name),重复结构单元 (Constitutional repeating unit), 堵点,玻璃化转变温度r/c1 ,聚甲醛，° 一C 七,182.5, -30.02,聚乙烯， CH 2 CH 2 , 140.0,95.0, -125.0.-20.0CH 2CHCH 2CHCH 2CHCH 2CH聚乙烯基甲醒，OCH 3,150.0, -13.0聚乙烯基乙醒,0C 2H 5,-42.05,乙烯丙烯共聚物，乙丙橡胶， CH 2 CH 2CH 3聚乙烯醇，CH 2CH,258.0, 99.0CH 2QH聚乙烯基咔哩,聚醋酸乙烯酯，0C0CH 39,聚氟乙烯， F , 200.0,-10,聚四氟乙烯(Teflon), CF2 , 327.0 , 130.011 ,聚偏二氯乙烯，如2 OF? , 171.0, 39.012,偏二氟乙烯与六氟丙烯共聚物(Viton), CH2 CF2 —------- CF2------------ CF ------------E ，一，-55.0------------- CH2CH ------------13 ,聚氯乙烯(PVC), C1 , 78.0-81.014,聚偏二氯乙烯，CH2 CCI2 , 210.0, -18.0--- C H2CH----15 ,聚丙烯，CH3 , 183.0,130.0, 26.0,-35.0-- CH2CH ---16,聚丙烯酸，cboH , 106.0--------- CH2C(CH3) ---------17,聚甲基丙烯酸甲酯，有机玻璃，C00CH3 , 160.0, 105.0-- CH2CH ----18,聚丙烯酸乙酯，C00CH2CH3)_22.0C00C4Hg-- C H2C ---19,聚(】■腊基丙烯酸丁酯),CN 85.020,聚丙烯酰胺， C0NH 2 ,・，165.0-- CH 2CH ---21 ,聚丙烯腊， CN , 317.0, 85.022,聚异丁烯基橡胶，CH 2qCH3)2 , 1.5 , -70.0------- CH 2C =^CHCH2——C1, 43.0, -45.0-CH 2C: CHCH 2 ----II28,聚亚癸基甲酰胺，尼龙・11 , NH (CH 2)W G , 198.0, 46.00 0.II.. II29,聚己二酰己二胺，尼龙-66,NH I CH 2)6NHC(CH 2)4C, 267 0 ? 45.00 0.IIII30,聚癸二酰己二胺，尼龙-610,NH(CH 2)5NHC(CH 2)5C, ]65.O , 50.023,聚氯代丁二烯，氯丁橡胶， 24,聚顺式.1.4.异戊二烯，天然橡胶CH 3,36.0, -70.025,聚反式.1.4.异戊二烯，古塔橡胶,26,苯乙烯和丁二烯共聚物，丁苯橡胶，CH 2CHCHCH 227,聚己内酰胺，尼龙.6, 0IINH(CH 2)5CCH 2CCHCH 2,74.0, -68.0CH 2CHCH 2CHCH=CH-56.0CH 3-0—(^-^一C(CH 3)2——一oc 一34, 聚碳酸酯，, 267.0, 150.035,聚环氧乙烷，—。

聚合物的玻璃化转变高宇（华东理工大学材料科学与工程学院，200237）【摘要】玻璃化转变是高聚物的一种普遍现象，研究玻璃化转变现象，有着重要的理论和实际意义。

本文先综述了玻璃化转变过程中的一些现象，然后简要介绍了玻璃化转变的三种主要理论：自由体积理论、热力学理论和动力学理论。

【关键词】玻璃化转变自由体积理论热力学理论动力学理论聚合物试样上施加恒定载荷，在一定范围内改变温度，试样的形变将随温度变化，以形变或相对形变对温度作图，所得到的曲线，通常称为温度-形变曲线或热机械曲线。

根据试样的力学性质随温度变化的特征，可以把非晶态聚合物按温度区域不同划为三种力学状态——玻璃态、高弹态和粘流态。

玻璃态与高弹态之间的转变，称为玻璃化转变，对应的转变温度即玻璃化转变温度。

1. 玻璃化转变现象玻璃化转变是聚合物的玻璃态与高弹态之间的转变，对应于含20～50个链节的链段的微布朗运动的“冻结”和“解冻”的临界状态。

由于非晶态结构在聚合物中是普遍存在的，因此玻璃化转变是聚合物的一种普遍现象。

在玻璃化转变前后，聚合物的体积性质、热力学性质、力学性质、电学性质等都将发生明显变化。

跟踪这些性质随温度的变化，可确定玻璃化转变温度。

聚合物的玻璃化转变是链段运动随温度的升高被激发或随温度的降低被冻结造成的现象。

也可以从另一个角度来理解玻璃化转变行为，分子运动具有时间依赖性，在较低温度下，链段的运动速度十分缓慢，在实验限定的观察时间尺度下觉察不到它的运动现象，随着温度的升高，运动速度加快，当链段的运动速度同检测时间标尺相匹配时，玻璃化转变行为就表现出来了。

玻璃化转变本质上讲是分子运动方式的改变。

通过改变温度可以改变分子的运动方式，在温度恒定的前提下，也可改变其他因素以实现分子运动方式的变化，使材料处于不同的力学状态。

这种可通过多种因素导致玻璃化转变的现象称为玻璃化转变的多维性。

在玻璃化转变时，聚合物材料的力学性质的变化相当显著。

在只有几度的转变温度区前后，材料的模量可改变三到四个数量级。

聚合物的玻璃化转变高宇（华东理工大学材料科学与工程学院，200237）【摘要】玻璃化转变是高聚物的一种普遍现象，研究玻璃化转变现象，有着重要的理论和实际意义。

本文先综述了玻璃化转变过程中的一些现象，然后简要介绍了玻璃化转变的三种主要理论：自由体积理论、热力学理论和动力学理论。

【关键词】玻璃化转变自由体积理论热力学理论动力学理论聚合物试样上施加恒定载荷，在一定范围内改变温度，试样的形变将随温度变化，以形变或相对形变对温度作图，所得到的曲线，通常称为温度-形变曲线或热机械曲线。

根据试样的力学性质随温度变化的特征，可以把非晶态聚合物按温度区域不同划为三种力学状态——玻璃态、高弹态和粘流态。

玻璃态与高弹态之间的转变，称为玻璃化转变，对应的转变温度即玻璃化转变温度。

1. 玻璃化转变现象玻璃化转变是聚合物的玻璃态与高弹态之间的转变，对应于含20～50 个链节的链段的微布朗运动的“冻结”和“解冻”的临界状态。

由于非晶态结构在聚合物中是普遍存在的，因此玻璃化转变是聚合物的一种普遍现象。

在玻璃化转变前后，聚合物的体积性质、热力学性质、力学性质、电学性质等都将发生明显变化。

跟踪这些性质随温度的变化，可确定玻璃化转变温度。

聚合物的玻璃化转变是链段运动随温度的升高被激发或随温度的降低被冻结造成的现象。

也可以从另一个角度来理解玻璃化转变行为，分子运动具有时间依赖性，在较低温度下，链段的运动速度十分缓慢，在实验限定的观察时间尺度下觉察不到它的运动现象，随着温度的升高，运动速度加快，当链段的运动速度同检测时间标尺相匹配时，玻璃化转变行为就表现出来了。

玻璃化转变本质上讲是分子运动方式的改变。

通过改变温度可以改变分子的运动方式，在温度恒定的前提下，也可改变其他因素以实现分子运动方式的变化，使材料处于不同的力学状态。

这种可通过多种因素导致玻璃化转变的现象称为玻璃化转变的多维性。

在玻璃化转变时，聚合物材料的力学性质的变化相当显著。

聚合物的玻璃化转变温度姓名：罗新杰学号：20101648 班级：高分子材料与工程一班摘要：在高分子科学中，聚合物的玻璃化转变是一个非常重要的现象，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。

本文主要简单地介绍玻璃化转变温度的相关知识和理论。

前言：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。

玻璃转变的理论一直在不断的发展和更新。

从20世纪50年代出现的自由体积理论到现在还在不断完善的模态祸合理论及其他众多理论，都只能解决玻璃转变中的某些问题。

一个完整的玻璃转变理论仍需要人们作艰苦的努力。

对于非晶聚物，对它施加恒定的力，观察它发生的形变与温度的关系，通常特称为温度－形变曲线或热机械曲线。

非晶聚物有四种力学状态，它们是玻璃态、粘弹态、高弹态和粘流态。

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。

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，或是玻璃化温度。

高分子材料玻璃化转变的表征可提供丰富的信息，例如固化程度、热历史、材料的最高服役温度，共聚、共混物组分的相容性和相分离，组分的定性和定量等等，因此长期以来它都是高分子物理研究的主要内容。

所以我们得研究和掌握不同高分子玻璃化转变温度的测试方法，并比较不同测试方法的优缺点。

通过对玻璃化转变温度的不断研究，人们逐渐了解了影响玻璃化转变温度的不同因素，从而能更加灵活的处理和运用聚合物的玻璃化转变温度。

聚合物的玻璃态和玻璃化转变
1.名词解释
玻璃化温度：
粘流温度：
自由体积：
次级转变：
松弛时间：
2.试说明下列橡胶Tg不同的原因：
如果橡胶的结构已定，要想进一步提高其耐寒性，应采取什么措施？
3.分别画出无定形、半结晶、交联和增塑聚合物的形变-温度曲线和模量－温度
曲线。

4.将聚甲基丙烯酸甲酯从77K（液氮温度）加热到423K（粘流温度），共经历了哪些松弛转变？
各是什么分子运动机理？转变前后聚合物的力学性能发生了什么变化？
5. 请解释下列现象：
（1） 聚合物的g T 开始时随分子量增大而升高，当分子量达到一定值之后，g T 变为与分子量
无关的常数；
（2） 聚合物中加入单体、溶剂、增塑剂等低分子物时导致g T 下降。

6. 现在具有下列化学结构单元的几组聚合物，估计各组聚合物的Tg 高低顺序，写出其结构式并说理由：
（1） PE <PP< PVC< PAN
（2） 聚己二酸己二酯 尼龙66 聚对苯二甲酰已二胺
（3） 聚辛二酸丁二酯 聚对苯醚戊二酸 聚对苯二乙酸对苯二甲醇酯。

eva的玻璃化转变温度EVA（乙烯醋酸乙烯共聚物）是一种常见的热塑性弹性体，广泛应用于塑料制品、包装材料、胶粘剂等领域。

在使用EVA制品时，其玻璃化转变温度是一个重要的参数，它决定了EVA的力学性能和应用范围。

本文将围绕EVA的玻璃化转变温度展开讨论。

一、什么是玻璃化转变温度？玻璃化转变温度，简称Tg，是聚合物在固态下从玻璃态向橡胶态转变的温度。

在此温度以下，聚合物处于玻璃态，呈现出脆性、硬度高的特点；而在此温度以上，聚合物处于橡胶态，呈现出柔软、具有弹性的特性。

二、EVA的玻璃化转变温度及其影响因素EVA的玻璃化转变温度通常在20℃到60℃之间，具体数值取决于其乙烯和醋酸乙烯的共聚比例以及聚合度等因素。

一般来说，EVA 中乙烯含量越高，玻璃化转变温度越低；而醋酸乙烯含量越高，玻璃化转变温度越高。

此外，聚合度的增加也会使得EVA的玻璃化转变温度升高。

三、玻璃化转变温度对EVA性能的影响1. 力学性能：玻璃化转变温度的增加会使得EVA材料的硬度和脆性增加，降低其拉伸强度和弯曲强度。

因此，在某些需要高强度和耐磨性的应用中，低玻璃化转变温度的EVA可能并不适合使用。

2. 热稳定性：EVA的玻璃化转变温度还与其热稳定性密切相关。

当玻璃化转变温度较高时，EVA在高温条件下会变得更加稳定，不易熔化和变形。

3. 加工性能：EVA的玻璃化转变温度还会影响其加工性能。

当温度高于玻璃化转变温度时，EVA具有较好的流动性和可塑性，容易进行注塑、挤出等加工工艺。

而低于玻璃化转变温度时，EVA变得脆性，加工性能下降。

四、如何确定EVA的玻璃化转变温度？确定EVA的玻璃化转变温度可以采用不同的测试方法，常见的有差示扫描量热法（DSC）和动态力学热分析法（DMA）。

DSC可以通过测量EVA在加热过程中的热容变化来确定其玻璃化转变温度，而DMA则通过测量EVA在不同温度下的弹性模量和损耗因子来得出玻璃化转变温度。

五、EVA玻璃化转变温度的应用EVA的玻璃化转变温度决定了其在不同领域的应用。

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。