下载文档原格式
环氧树脂胶的物理特性及其测试方法1. 粘度粘度为流体（液体或气体）在流动中所产生的内部磨擦阻力，其大小由物质种类、温度、浓度等因素决定。
按GB2794-81《胶粘剂测定法（旋转粘度计法）》之规定，采用NOJ-79型旋转粘度计进行测定。
其测试方法如下：先将恒温水浴加热到40℃，打开循环水加热粘度计夹套至40℃，确认40℃恒温后将搅拌均匀的A＋B混合料倒入粘度计筒中（选取中筒转子）进行测定。
2. 密度密度是指物质单位体积内所含的质量，简言之是质量与体积之比。
按GB4472之规定采用比重瓶测定。
相对密度又称比重，比重为某一体积的固体或液体在一定温度下的质量与相同体积在相同温度下水的质量之比值。
测试方法：用分析天平称取清洁干净的比重瓶的重量精确到0.001g，称量数为m1,将搅拌均匀的混合料小心倒入（或抽入）比重瓶内，倒入量至刻度线后，用分析天平称其重量，精确到0.001g，称量数为m2。
密度g/ml=(m2- m1)/V (V：比重瓶的ml数)3. 沉淀试验：80℃/6h<1mm测试方法：用500ml烧杯取0.8kgA料放入恒温80℃热古风干燥箱内烘6小时，观其沉淀量。
4. 可操作时间（可使用时间）测定方法：取35g搅拌均匀的混合料，测其40℃时的粘度（方法同1粘度的测定）记录粘度值、温度时间、间隔0.5小时后，再进行测试。
依次反复测若干次观其粘度变化情况。
测试时料筒必须恒温40℃，达到起始粘度值一倍的时间，即为可操作时间（可使用时间）。
5. 凝胶时间的测定方法：采用HG-1A凝胶时间测定仪进行测定。
取1g左右的均匀混合料，使其均匀分布在预先加热到150±1℃的不锈钢板中心园槽中开动秒表，同时用不锈钢小勺不断搅拌，搅拌时要保持料在圆槽内，小勺顺时针方向搅拌，直到不成丝时记录时间，即为树脂的凝胶时间，测定两次，两次测定之差不超过5秒，取其平均值。
6. 热变形温度聚合物耐热性的一种量度，是将聚合物试样浸在一种等速升温的适宜传热介质中，在简支梁式的静弯曲负荷作用下，测出试样弯曲变形达到规定值时的温度，即为热变形温度，简称HDT。
固化剂对环氧树脂Tg影响(一)玻璃化转变温度(Tg)，决定了处理和应用环氧树脂类热固性树脂材料的温度范围，对于理解力学性能和其他的性能很有帮助，是这些材料重要的性能之一，因此在设计合成具有所需性能的新材料之前，预测Tg很有应用价值。
对于固化的环氧树脂玻璃化温度已有许多的预测方法。
用以预测不同固化剂固化的环氧树脂的玻璃化转变温度。
该方法包含2个步骤：构建分子模型和操作分子模拟。
通过比较模拟结果与计算或实验结果来检验该方法，然后考察固化剂对相应的固化环氧树脂的热固性树脂影响。
一、引言玻璃化转变温度(Tg)决定了处理和应用环氧树脂类热固性树脂材料的温度范围，对于理解力学性能和其他的性能很有帮助，是这些材料重要的性能之一。
因此，在设计合成具有所需性能的新材料之前预测Tg很有应用价值。
对于固化的环氧树脂玻璃化温度已有许多的预测方法。
归纳起来，有L.E.Nielsen 和DiMarzio提出的经验方程，以及Porter的基团贡献模型化方法、Bicerano的连接指数方法等半经验方法，在本文中连接指数方法得到的值将被用来与模拟的结果进行比较。
除此之外，分子模拟的方法也是可选的方法。
与上面提及的几种方法相比，详细的原子模拟可以提供机理或原理方面的信息；从长远来看是非常具有吸引力的。
然而这些模拟为了获得有实际有用的结果通常需要消耗昂贵的机时；还不适合于固化环氧系统的研究。
新的方法的目的是：提出一个简单可行的方法用以预测不同固化剂固化的环氧树脂的玻璃化转变温度。
该方法包含2个步骤：构建分子模型和操作分子模拟。
通过比较模拟结果与计算或实验结果来检验该方法。
然后考察固化剂对相应的固化环氧树脂的热固性树脂影响。
二、模拟的方法一个实际应用的环氧系统通常包含如下几种主要的成分：环氧树脂，固化剂，颜料，溶剂以及其他的添加剂。
然而在该研究环氧系统只局限于树脂组分和固化剂组分，此两者在实际应用中是不可缺少的。
所选的树脂组分为单一双酚A二缩水甘油酯(DGEBA)，而固化剂组分分别为二(4-氨苯基)砜(DDS)和间二苯胺(PDA)(图1)，这些都是环氧系统中常用的物质，并且相应的固化环氧树脂实验数据可得。
环氧树脂的玻璃化转换温度与电性能及应力之间有什么联系，是不是Tg点越高就越好！目前，介电固化监测已经广泛地应用于热固性树脂及其复合物的固化检测中，可以获得树脂体系的固化速率和固化程度等信息。
如今介电传感器以及软硬件的辅助设施已逐渐商业化，可用于更宽广多样的常规测试领域，可适应更多的加工环境，如：高温炉、压力机以及高压釜等设备。
介电固化监测是一种非常灵活的方法，除了可以应用于实验室测试外，还可以用于工艺线上模拟环境、真实环境下测试。
测量原理用于介电固化监测的传感器通常有两种：平行板电极和十指交叉式梳型电极（见图一）。
平行板电极是一种传统几何形状的介电传感器。
样品置于两个导电平行板之间，在一侧电极上施加一定频率的激发电压，在另一侧电极上检测响应信号。
这一构造的电极可以测试样品的整体介电性能，广泛的用于测试固体材料的介电性能，同时它还可以十分便利的放在密闭模具中进行固化监测。
十指交叉式梳型电极由两个导电梳型电极和电绝缘性平面基材组成。
样品与传感器表面紧密接触，在一侧电极上施加一定频率的电压，另一侧电极测试信号。
这种边缘区域测试的位置非常接近传感器／样品的界面区域，传感器插入到样品内部的深度严格等同电极之间的宽度和电极之间的间距。
进行介电测试时，在电极的两边施加正弦波电压（通常在0.1Hz～100Hz之间），产生相应的正弦波动的电流。
当样品中的带电离子向极性相反的电极上移动时，材料中的偶极子也会试图在电场中重新定位。
在激发频率、电极面积、电极间距、响应频率的振幅和相位都知道的情况下，介电常数和介电损耗因子就能计算得到。
通常，频率是可测的，离子电导率可以通过多频测试的损耗因子数据得到。
由于离子电导率本质上是材料中离子的移动能力，而离子移动能力的倒数在材料固化前与材料的粘度有关，在材料固化后与材料的硬度有关，因此离子电导率的倒数，即电阻（也可以说成离子粘度），与材料的粘度变化和硬度变化有关。
使用耐高温或耐高压的灵活的远程介电传感器，介电固化监测可在多种加工环境中进行。
固化温度对环氧树脂固化物性能的影响一、本文概述环氧树脂作为一种重要的高分子材料，因其出色的物理和化学性能，如良好的粘附力、耐化学腐蚀性和电气绝缘性等，被广泛应用于涂料、胶粘剂、复合材料等多个领域。
环氧树脂的固化过程是实现其性能的关键步骤，而固化温度是影响环氧树脂固化物性能的重要因素之一。
因此，本文旨在探讨固化温度对环氧树脂固化物性能的影响，以期为环氧树脂的优化应用提供理论支持和实践指导。
本文首先对环氧树脂的固化机理进行简要介绍，明确固化温度与环氧树脂固化物性能之间的内在联系。
接着，通过实验研究不同固化温度下环氧树脂固化物的性能变化，包括力学性能、热稳定性、耐化学腐蚀性等方面。
结合相关文献和理论，分析固化温度对环氧树脂固化物性能的影响机理。
根据实验结果和分析，提出优化固化温度的建议，以期提高环氧树脂固化物的综合性能，推动环氧树脂在各个领域的应用发展。
通过本文的研究，期望能够为环氧树脂的固化工艺优化提供理论依据和实践指导，同时也为相关领域的科研人员和企业技术人员提供有益的参考和借鉴。
二、实验材料与方法本实验采用的主要材料为环氧树脂（Epon 828）和固化剂（D.E.R. 331）。
环氧树脂是一种广泛使用的热固性树脂，因其良好的物理机械性能、电绝缘性能、化学稳定性和粘附性能而被广泛应用于涂料、粘合剂、复合材料等领域。
固化剂则是用于引发环氧树脂固化的化学物质，通过与其反应，使环氧树脂从可溶、可熔的线性状态转变为不溶、不熔的网状结构。
本实验采用热重分析（TGA）和动态力学分析（DMA）来研究固化温度对环氧树脂固化物性能的影响。
将环氧树脂和固化剂按照一定比例混合均匀，然后在不同的固化温度（如80℃、100℃、120℃、140℃和160℃）下进行固化，固化时间统一设定为2小时。
固化完成后，将得到的固化物进行后处理，如研磨、切片等，以便进行后续的性能测试。
通过热重分析（TGA）来评估固化物的热稳定性。
TGA是在程序控制温度下测量物质的质量与温度变化关系的一种技术，可以揭示材料在加热过程中的热分解行为。
利用DSC测定LED封装环氧树脂玻璃化转变温度林达儒;谭艳娥;龚丹雷;刘强辉【摘要】DSC作为一种主要的热分析方法，适用于各种固化体系，应用很普遍。
文章介绍了DSC的相关基础知识，研究了利用DSC测定LED封装环氧树脂的玻璃化转变温度的测试条件，对不同的测试条件进行了比较和评定，并进行了相关测试。
实践表明，在通氮气的前提下，为得到明显的DSC曲线，样品粒径应越小越好，最好为粉末状并压实；样品用量为10mg~15mg左右为宜；仪器升温速率为10K/min~15K/min左右为宜；装在铝坩埚里的待测样品要用工具压实。
得到的测试条件对实际测试有指导意义。
% As an important heat analysising method, DSC is generally used in all kinds of solidfied systems. In this paper, the basic knowledge of DSC is introduced. And the use of DSC to determine the LED package epoxy glass transition temperature of the test conditions was studied, the comparison and evaluation of the different test conditions, and the test. Practice shows that, under the premise of the nitrogen, in order to obtain obvious DSC curve, the sample particle size should be as small as possible, preferably a powder and compacted;the sample volume of 10mg to 15mg or so is appropriate;the instrument heating rate of 10K/min~15K/min is appropriate;the sample packed in the aluminum crucible to be tested to be compaction with a tool. The test conditions of the actual test is very instructive.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】5页(P14-18)【关键词】DSC;环氧树脂;玻璃化转变温度;铝坩埚【作者】林达儒;谭艳娥;龚丹雷;刘强辉【作者单位】佛山市国星光电股份有限公司,广东佛山528000;佛山市国星光电股份有限公司,广东佛山528000;佛山市国星光电股份有限公司,广东佛山528000;佛山市国星光电股份有限公司,广东佛山528000【正文语种】中文【中图分类】TN305.941 引言近年来，DSC（Differential Scanning Calorimetry，差示扫描量热法）作为一种多用途、高效、快速、灵敏的分析测试手段已广泛应用于研究物质的物理变化（如玻璃化转变、熔融、结晶、晶型转变、升华、汽化、吸附等）和化学变化（如分解、降解、聚合、交联、氧化还原等）。
环氧涂层在不同温度海水中的失效行为研究王玲;陆忠海;刘杰;何建新【摘要】目的研究环氧涂层在不同温度海水环境中的腐蚀失效行为.方法采用电化学阻抗谱(EIS)技术研究两种海水环境中涂层的EIS特征,同时分析涂层电阻和涂层电容的变化,以研究环氧涂层防护性能随浸泡时间的变化.结果涂层在15℃海水中浸泡1440 h时,阻抗值下降至106?·cm2以下,而在30℃海水中仅浸泡72 h时,阻抗值就已下降至106?·cm2.随着浸泡时间的增加,涂层在15℃海水中的EIS响应由高阻抗的单容抗弧变为双容抗弧,而在30℃的海水中,EIS响应首先由单容抗弧演变为双容抗弧,随后又出现了明显的Warburg扩散阻抗特征.涂层电容在两种温度的海水中均呈上升趋势,电阻呈下降趋势.结论涂层在30℃海水中的劣化速度加快,是因为升高温度能够降低涂层与金属间的结合力,加快了海水向涂层内部渗透的速率.由于温度的升高加快了溶解氧的扩散速率,使得氧扩散过程成为腐蚀反应的控制步骤,从而导致了涂层在30℃海水中的EIS响应出现了明显的Warburg扩散阻抗特征.当环氧涂层在15℃与30℃的海水中浸泡1800 h时,其防护性能的变化可以分为快速下降、缓慢下降、趋于稳定三个阶段.【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2019(016)004【总页数】6页(P113-118)【关键词】环氧涂层;海水;不同温度;电化学阻抗谱;等效电路【作者】王玲;陆忠海;刘杰;何建新【作者单位】西南技术工程研究所国防科技工业自然环境试验研究中心,重庆400039;烟台大学化学化工学院,山东烟台 264005;烟台大学化学化工学院,山东烟台 264005;西南技术工程研究所国防科技工业自然环境试验研究中心,重庆400039【正文语种】中文【中图分类】TG172.5金属材料在使用过程中会受周围环境的影响而发生腐蚀，使其性能和寿命降低[1]。
涂覆涂层是解决金属腐蚀问题最有效的方法之一，涂层通过阻止腐蚀介质与金属基体的接触，从而缓解金属的腐蚀速度。
环氧树脂玻璃化转变温度降低摘要：1.环氧树脂的玻璃化转变温度概念2.影响环氧树脂玻璃化转变温度的因素3.如何降低环氧树脂的玻璃化转变温度4.降低玻璃化转变温度对环氧树脂性能的影响正文：一、环氧树脂的玻璃化转变温度概念环氧树脂是一种高性能的聚合物材料，其玻璃化转变温度（Tg）是指材料由高弹性的玻璃态向高黏性的流态转变的温度。
在这个温度以下，环氧树脂处于玻璃态，分子链运动受到限制，材料表现出硬而脆的特性；而在这个温度以上，环氧树脂进入流态，分子链运动较为自由，材料具有较好的柔韧性和延展性。
二、影响环氧树脂玻璃化转变温度的因素1.分子链柔顺性：分子链柔性越大，玻璃化转变温度（Tg）越低；分子量刚性越大，则玻璃化转变温度（Tg）越高。
2.交联：聚合物分子交联，减少自由体积，分子链运动受阻，柔性降低，玻璃化转变温度（Tg）升高。
3.分子量分布：分子量分布宽，玻璃化转变温度（Tg）低；分子量分布窄，玻璃化转变温度（Tg）高。
4.添加剂：添加一些具有较低玻璃化转变温度的稀释剂，可以降低环氧树脂的玻璃化转变温度。
三、如何降低环氧树脂的玻璃化转变温度1.选择分子链柔顺性较大的单体作为原料，以降低玻璃化转变温度。
2.适当提高交联度，以增加分子链间的相互作用，降低玻璃化转变温度。
3.选择分子量分布较宽的原料，以降低玻璃化转变温度。
4.添加一些低活性稀释剂，以降低环氧树脂的玻璃化转变温度。
四、降低玻璃化转变温度对环氧树脂性能的影响1.提高柔韧性：降低玻璃化转变温度可以提高环氧树脂的柔韧性和延展性，从而提高材料的耐冲击性和抗裂性能。
2.改善耐热性：降低玻璃化转变温度可以提高环氧树脂的耐热性，使其在高温环境下能保持较好的性能。
3.提高附着力：降低玻璃化转变温度可以提高环氧树脂与其他材料的附着力，从而提高涂层的附着力和耐磨性。
温度对环氧树脂空间电荷特性影响的研究王青山;陈少卿【摘要】用电声脉冲法(PEA)测量了纯环氧试样不同温度下玻璃化温度转变前后的空间电荷分布,并分析了不同电场下环氧材料中异极性电荷形成的原因.实验发现不同温度下的空间电荷分布具有明显的差异；水分等挥发性杂质对环氧材料中的空间电荷形成具有较大影响.【期刊名称】《四川电力技术》【年(卷),期】2012(035)006【总页数】4页(P65-67,85)【关键词】玻璃化温度;环氧树脂;空间电荷;挥发性杂质【作者】王青山;陈少卿【作者单位】内江电业局,四川内江641003;四川电力科学研究院,四川成都610072【正文语种】中文【中图分类】TQ3230 引言由于环氧树脂具有优良的介电及机械性能，因此在国民经济的多个领域中被广泛应用。
无论是通用技术领域还是高新技术领域，无论是国防军事工业，还是民用工业，以至于人们的日常生活中都可以看到它的踪迹［1］。
在电力及电子领域环氧被用做浇铸料并广泛应用于干式变压器、电力互感器、绝缘子、干式套管、电容器、印刷电路原件等［2－5］。
在直流电力设备绝缘中，空间电荷易于积聚，从而畸变电场，影响绝缘寿命。
而当温度升高时，绝缘的电性能以及金属电极注入电荷的能力都将发生变化，但温度对环氧中空间电荷的影响如何，却少有报道。
这里制备了低玻璃化转变温度的纯环氧材料，研究了电场强度10～50 kV/mm，玻璃化转变前后及相变温度附近纯环氧材料的空间电荷特性，并给出了相应解释。
1 试验方法1.1 试样制备1)材料选取。
由于PEA法测试系统中压电传感器(PVDF)温度上限(80℃)的限制，为了研究环氧玻璃化转变前后的空间电荷特性，基料使用E51环氧(75W%)与柔性环氧(25W%)的混合体，通过DSC测到所得材料的玻璃化转变温度为62℃。
2)材料制备。
取E51环氧(75W%)与柔性环氧(25W%)充分搅拌混合。
向混合溶液中加入适量的酸酐固化剂和促进剂并充分搅拌，再将混合溶液置于搅拌、抽真空和控温一体的环氧浇注系统中进行搅拌和抽真空(真空度控制在100 Pa左右，避免小分子物质挥发)40 min左右，然后通过真空浇注，将混合溶液注入不锈钢的模具中，在80℃下固化5 h，最后再在120℃下固化10 h后降至室温。
环境升温过程对常温固化环氧树脂热力学性能的影响贾彩霞;梁禄忠;王琦;王乾;熊需海【摘要】Objective To improve the high temperature using performance of normal temperature curing epoxy resin system. Methods The normal temperature curing agent T31, the medium temperature curing agent IPDA and the high temperature curing agent DDM were used as the mixed curing agent for the normal temperature curing reaction of epoxy resin E-44 and AG-80 system, and to analyze influences of the environment temperature rising process on the thermody-namic performance. DMA analysis, thermal deformation measurement and curing degree test were taken to evaluate the changes of the glass transition temperature, the thermal deformation and the curing reaction in the epoxy resin system before and after the environment temperature rising process, respectively. The wet-heat resistance and the high tempera-ture mechanical properties of glass fiber reinforced the epoxy resin composites were studied through water absorption test and three-point bending test. Results The tgof norma l temperature curing epoxy resin was 85.21 ℃ . After the heating process with average rate of 1.5 ℃ /min to 90℃ , the degree of cure increased to above 92%, the value of tgwas 132.06 ℃and the thermal deformation temperature ascended. The wet-heat resistance of the composites was improved and its bending strength retention was 65% at 100 ℃ . For the environment temperature rising process to 120℃ , the curing de-gree was close to 96%, the tgincreased to 144.45 ℃ and thethermal deformation temperature raised further. The im-provement onwet-heat resistance of the composites was more obvious and its bending strength retention remained close to 60% at 130 ℃ .Conclusion The mixed curing agent with rational matching including normal, medium, and high tem-perature curing agents helps to induce the curing gradient in the epoxy resin system under the condition of environment temperature increasing. During this process the degree of cross-linking in the system quickly rose to a higher level to im-prove the glass transition temperature and the thermodynamic performance at high temperatures of the room temperature curing epoxy resin significantly.%目的提高常温固化环氧树脂体系的高温使用性能.方法采用常温固化剂T31、中温固化剂IPDA以及高温固化剂DDM作为混合固化剂,对E-44型和AG-80型混合环氧树脂体系进行常温固化反应,并分析环境升温过程对固化物热力学性能的影响.通过DMA分析、热变形测量、固化度测试,分别评价室温固化环氧树脂在环境升温过程前后的玻璃化转变温度、热变形量及体系内部的固化反应程度变化,并通过吸水率测试和弯曲强度测试对玻璃纤维布增强常温固化环氧树脂基复合材料的耐湿热性能以及高温条件下的力学性能进行分析.结果环氧树脂常温固化物的tg为85.21 ℃,经1.5℃ /min的平均升温速率加热至90 ℃之后,该环境升温过程使固化物的固化度增大至92%以上,tg增长为132.06 ℃的同时热变形温度增大.其复合材料耐湿热性能提高,且100 ℃时弯曲强度的保持率为65%,对于加热至120 ℃的环境升温过程,固化物的固化度接近96%,tg增长为144.45 ℃的同时热变形温度进一步提高,其复合材料耐湿热性能改善程度更加明显,且130 ℃时弯曲强度保持率仍接近60%.结论常温、中温、高温混合固化剂的合理复配有助于环氧树脂体系在环境升温变化的诱导条件下发生梯度式固化反应,使体系内部的交联固化程度迅速升至较高水平,可以有效提高其玻璃化转变温度,显著改善常温固化环氧树脂体系在高温条件下的热力学性能.【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2018(015)002【总页数】5页(P19-23)【关键词】常温固化;环氧树脂;环境升温;固化梯度;热力学性能【作者】贾彩霞;梁禄忠;王琦;王乾;熊需海【作者单位】沈阳航空航天大学,沈阳 110136;沈阳飞机工业(集团)有限公司,沈阳110013;沈阳航空航天大学,沈阳 110136;沈阳飞机工业(集团)有限公司,沈阳110013;沈阳航空航天大学,沈阳 110136【正文语种】中文【中图分类】TJ04;TG147既能在常温条件下固化又能在高温环境中使用的环氧树脂材料兼具制备工艺简单以及热力学性能优异的特征，满足现代工业的发展要求，具有非常广泛的应用前景。
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。
玻璃化温度玻璃化转变是高聚物的一种普遍现象，因为即使是结晶高聚物，也难以形成100％的结晶，总有非晶区存在。
在高聚物发生玻璃化转变时，许多物理性能发生了急剧的变化特别是力学性能。
在只有几度范围的转变温度区间前后，模量将改变三到四个数量级，使材料从坚硬的固体，突然变成柔软的弹性体，完全改变了材料的使用性能。
作为塑料使用的高聚物，当温度升高到发生玻璃化转变时，失去了塑料的性能，变成了橡胶；而作为橡胶使用的材料，当温度降低到发生玻璃化转变时，便丧失橡胶的高弹性，变成硬而脆的塑科。
因此，玻璃化转变是高聚物的一个非常重要的性质。
研究玻璃化转变现象，有着重要的理论和实际意义。
而玻璃化温度是在决定应用一个非晶高聚物之前需要知道的一个最重要的参数，如何测量这一参数自然也是很重要的。
另一方面对玻璃化转变现象的研究，也必须解决实际测量的问题。
测量玻璃化温度的方法很多，原则上说，所有在玻璃化转变过程中发生显著变化或突变的物理性质，都可以利用来测量玻璃化温度。
这些方法大致可以分成下面四类：1）利用体积变化的方法，2）利用热力学性质变化的方法，3）利用力学性质变化的方法，4）利用电磁性质变化的方法。
一、玻璃化转变的理论对于玻璃化转变现象，至今尚无完善的理论可以做出完全符合实验事实的正确解释。
已经提出的理论很多，主要的有三种：自由体积理论、热力学理论和动力学理论。
1、自由体积理论自由体积理论认为，在玻璃化转变温度Tg以下，玻璃态中的分子链段运动和自由体积是被冻结的；玻璃化转变动力学理论认为，大分子局域链构象重排涉及到主链上单键的旋转，存在位垒，当温度在Tg以上时，分子运动有足够的能量去克服位垒，但当温度降至Tg以下时，分子热运动不足以克服位垒，于是便发生了分子运动的冻结。
因此，高分子链在以下的运动一般被认为是冻结的。
自由体积理论最初是由Fox和Flory提出来的。
他们认为液体或固体物质，其体积由两部分组成：一部分是被分子占据的体积，称为已占体积；另一部分是未被占据的自由体积。
指无定型聚合物（包括结晶型聚合物中的非结晶部分）由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度。
是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度，但是，他不是制品工作温度的上限。
比如，橡胶的工作温度必须在玻璃化温度以上，否则就失去高弹性。
指无定型聚合物（包括结晶型聚合物中的非结晶部分）由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度。
是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度，也是制品工作温度的上限。
玻璃化温度Tg：指无定型聚合物（包括结晶型聚合物中的非结晶部分）由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度。
是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度。
应考范围包括：高分子的基本概念及常识、自由基聚合、自由基共聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合、逐步聚合、聚合方法、聚合物的化学反应、聚合物分析及表征。
摘要：通过对热固性树脂的热变形温度、马丁耐热、玻璃化转变温度、绝缘耐热等级以及耐腐蚀使用温度五个温度概念辨析，帮助人们在使用过程中理清头绪，正确选择树脂，有效应用于实际生产。
关键词：热固性树脂热变形温度马丁耐热玻璃化转变温度绝缘耐热等级耐腐蚀使用温度随着国民经济的发展，树脂基复合材料的应用越来越广，但是对于作为树脂基复合材料主体材料树脂的很多性能概念人们还是混淆不清，不能很好的利用各种树脂的特性为人们服务，特别是各种温度指标特性的了解。
热固性树脂的温度指标很多，例如：热变形温度、马丁耐热、玻璃化转变温度、绝缘耐热等级、热扭转温度、脆化温度、失强温度等，我们在本文中就着重对树脂的热变形温度、马丁耐热、玻璃化转变温度、绝缘耐热等级以及耐腐蚀使用温度五个温度概念辨析，而对其它概念就不一一加以赘述，帮助人们在使用过程中理清头绪，正确选择树脂，有效应用于实际生产。
1. 玻璃化转变温度热固性树脂固化物均是线性非晶相高聚物，线性非晶相高聚物由于温度改变（在一定应力下）可呈现三种力学状态，即玻璃态、高弹态和粘流态。
当温度较高时，大分子和链段都能进行热运动。
2011年8月电工技术学报Vol.26 No. 8 第26卷第8期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Aug. 2011玻璃化温度对环氧树脂空间电荷分布的影响陈少卿彭宗仁王霞（西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安 710049）摘要用电声脉冲法（PEA）测量了纯环氧试样在313K（玻璃化温度以下）及343K（玻璃化温度以上）时的空间电荷分布，并测量了两种温度不同电场强度下的空间电荷特性。
实验发现两种温度下的空间电荷特性具有明显的差异。
并对环氧树脂表面水分对空间电荷特性的影响进行了讨论。
关键词：玻璃化温度环氧树脂空间电荷表面水分中图分类号：TM215.1Effects of Glass Transition Temperature on Space Charge in Epoxy ResinChen Shaoqing Peng Zongren Wang Xia（State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power EquipmentXi’an Jiaotong University Xi’an 710049 China）Abstract The space charge distribution of filler free epoxy resin at temperature below 313K and above 343K are measured with the pulsed electro-acoustic (PEA) method. The space charge distributions under different electrical field at each temperature are also investigated. The results show that the space charge characteristics at each temperature had obvious diversity. The influence of the water content on the space charge generation is also shown and discussed.Keywords：Glass transition temperature, epoxy resin, space charge, surface water1引言环氧材料已被广泛作为绝缘材料应用于高压设备、电力电子器件和集成电路封装[1-4]。
通常环氧树脂被作为复合材料应用，如加入硅粉应用于电力绝缘或者与皱纹纸复合用作高压套管的绝缘材料等。
空间电荷效应是电力系统中，特别是直流电力系统中引起绝缘破坏的重要因素。
近年来随着直流特高压的发展，电力设备中的空间电荷积聚问题，越来越引起广大学者的关注，并已取得了大量的研究结果。
但对于纯环氧树脂中空间电荷积聚的研究却少有报道。
众所周知，当聚合物的温度达到其玻璃化温度T g以上时，聚合物的电性能，如电导率、介电常数等会发生改变[5]。
本文研究了纯环氧试样在玻璃化温度以上及玻璃化温度以下，不同电场强度下的空间电荷分布，实验发现玻璃化温度对环氧试样的空间电荷积聚特性有重要的影响。
最后还对环氧试样表面吸附水分对空间电荷特性的影响进行了讨论。
2 试验方法2.1试样制备实验采用E−44601纯环氧树脂，固化剂为桐油酸酐和甲基四氢苯胺复合体系，促进剂为二甲基苄胺。
T=373K下，将上、下电极和环氧试样在模具中浇注在一起，固化成型后上、下电极之间的环氧厚度为0.3mm，试样直径约6cm，如图1所示。
经测量，环氧试样的玻璃化温度为333K（60℃），体积电阻率为1016～1017Ω·cm。
2.2空间电荷测量本文采用电声脉冲（Pulsed Electroacoustic, PEA）法测量环氧试样中空间电荷分布，测量装置电力设备电气绝缘国家重点实验室中青年基础研究创新基金资助课题。
收稿日期 2009-11-17 改稿日期 2010-01-25228 电工技术学报 2011年8月图1 环氧试样示意图Fig.1 Sample geometry of epoxy resin的结构如图2所示。
直流电源0~30kV，脉冲宽度5ns，幅值0～1kV。
压电传感器（PVDF）薄膜厚度为9μm。
以半导电橡胶作为测量系统上电极，金属铝板作为下电极[6-7]，声耦合剂是硅油。
采用循环油加热系统实现不同温度下的空间电荷测量。
空间电荷测量系统的分辨率取决于外加纳秒脉冲电压的半峰宽、压电传感器的厚度及放大器的频率带宽。
由计算可得本实验室的空间电荷测量装置的测量分辨率为10μm[8-9]。
图2 空间电荷测试系统Fig.2 Setup of pulsed electro-acoustic (PEA)measurement system实验场强为5～30kV/mm。
测量各试样在313K （玻璃化温度以下）及343K（玻璃化温度以上）时加压90min撤去电压短路后的空间电荷分布。
313K （与玻璃化温度相差20K）的选取是为给玻璃化转变过程留一个较大的裕度，而343K（与玻璃化温度相差10K）的选取是考虑到9μmPVDF压电传感器的耐热裕度。
3实验结果及讨论3.1 T=313K时的空间电荷分布图3所示为T=313K，在不同电场强度下加压90min后短路30s时各试样中的空间电荷分布。
由图3可见短路后试样内部在正电极侧出现正电荷峰，在负电极侧出现负电荷峰，即T=313K时，短路后试样中出现同极性电荷。
并且当外加电场强度增大时，正电荷峰和负电荷峰均同时增大。
根据空间电荷研究已取得的结论，同极性电荷的出现主要是因为在外加电场作用下由于Poole-Frenkel效应导致电极电荷注入引起的。
在温度较高的情况下更有助于电荷向试样注入。
图3 T=313K加压90min后短路30s在不同电场强度下的空间电荷分布Fig.3 T=313K, space charge distribution of short-circuit at 30s after the application of various electric fields for 90 min 图4反映了平均电荷密度随外加电场强度的变化情况，由图可见试样内部的平均电荷密度和外加电场强度并不呈线性关系，而是存在一个场强的阈值，大约在15kV/mm。
当场强大于该阈值时，根据高场电导理论，强电场施加于试样除增大自由载流子迁移速率，还会引起大量电荷从电极的注入、载流子在试样内的倍增，使大量电荷入陷，从而导致平均空间电荷密度的急剧增大。
图4 T=313K加压90min后短路30s，不同电场强度下的平均空间电荷密度Fig.4 Variation of the mean charge density of short-circuit at 30s after the application of various electric fields for 90min as a function of the applied field (T=313K)第26卷第8期陈少卿等玻璃化温度对环氧树脂空间电荷分布的影响 2293.2 T=343K时的空间电荷分布图5所示为T=343K，在不同电场强度下加压90min后短路30s时各试样中的空间电荷分布。
由图可见在正电极附近出现了负电荷峰，在负电极附近出现了正电荷峰，即在T=343K时试样中出现了异极性空间电荷。
异极性电荷随外加电场强度的增加而增大。
研究表明异极性电荷的产生是由于反应副产物、抗氧化剂等杂质的电离引起的。
与T=313K 时的空间电荷分布图相比（见图3），T=343K时的空间电荷量明显较小，这可能是由于高温下电荷运动加快，有利于复合造成的。
图5 T=343K加压90min后短路30s在不同电场强度下的空间电荷分布Fig.5 T=343K, space charge distribution of short-circuit at 30s after the application of various electric fields for 90 min 3.3真空对环氧树脂中空间电荷分布的影响图6所示为试样在T=343K，经抽真空处理96h，立即取出在E=15kV/mm场强下加压20min后，短路30s时的空间电荷波形。
由图可见，经过真空处理后试样中并没有出现异极性电荷积聚，而在正电极附近出现正电荷峰，在负电极附近出现负电荷峰，图6 真空处理后立即测量，T=343K，E=15kV/mm加压30min后短路30s的空间电荷分布Fig.6 T=343K, space charge distribution of short-circuit at 30s after the application of E=15kV/mm for 30min immediately after treatment under vacuum 即试样中出现了同极性电荷，并与T=313K时（见图3）的空间电荷分布相似。
图7为试样在T=343K，抽真空4天后，在大气中放置48h，然后在E=15kV/mm场强下加压20min，短路30s时的空间电荷波形。
由图6可见，试样中出现异极性电荷的积聚。
比较图6和图7可以发现经过真空处理立即测量时，试样中积聚同极性电荷，而如果经真空处理后将试样在大气中放置48h再测量，试样中积聚异极性空间电荷。
这种差别说明异极性电荷的存在是由大气中某种挥发性杂质产生的，当抽真空时，可以将其去除，但如果放置在大气中则又会重新吸附而产生异极性电荷。
这种杂质可能是空气中的水分，由于环氧材料表面易于吸附空气中的水分，而水分子在电场下又可以被电离成H+和OH-而产生异极性电荷。
异极性电荷的成分还需要进一步的研究。
图7 真空处理后48h测量，T=343K，E=15kV/mm加压30min后短路30s的空间电荷分布Fig.7 T=343K, space charge distribution of short-circuit at 30s after the application of E=15kV/mm for 30min 48hafter treatment in vacuum由以上分析可以得出异极性电荷的出现必须具备高于T g的温度和大气（大气中的水分），在这一环氧试样由玻璃态向高弹态转变的过程中，促进了异极性电荷的出现，这可能是由于电导的增加引起的[5]。
