测量玻璃转变温度的注意事项

玻璃化转变温度(Tg)是高分子材料的一个重要特性。它标志着材料从玻璃状态变为橡胶状态，并影响许多其他材料的特性。

玻璃化转变温度与聚合物链的类型、交联量和链长或分子量有关。由于大多数材料都有分子量和交联的分布，所以Tg不是一个离散的温度，而是一个温度范围。为了方便起见，通常只报告一个温度，但材料实际上会在一个温度范围内改变性能。

由于玻璃过渡温度与强度和灵活性密切相关，因此在产品开发生命周期中理解和应用玻璃过渡温度的概念至关重要，以确保聚合物材料、组件和组件在最终使用环境中能够适当发挥作用。

有没有理想的玻璃化转变温度(Tg)?

确定理想的玻璃转变温度取决于材料本身的物理特性，以及产品或材料的应用和操作环境。

当橡胶和弹性体等材料需要保持弹性时，它们的使用和储存温度应高于玻璃化转变温度(否则，它有变脆的风险)。然而，硬质塑料和复合材料等材料应在玻璃化转变温度以下使用。如果在这一点以上使用，热量将使它们具有较低的模量和较高的热膨胀系数。对于复合材料，这导致较低的机械树脂基性能，如压缩，剪切和层间张力。对于电子材料，印刷电路板在组装或使用过程中可能会受到热应力。这导致在镀通孔，通孔，引线和焊点的机械应力。为了获得最佳的可靠性，高Tg是重要的。

外部因素，如湿度或湿度水平，也可能影响玻璃转变温度。因为水分倾向于缓慢地通过材料扩散，它可以作为一种增塑剂，并使材料达到一个基于相对湿度的暴露的平衡水分含量。这导致较低的玻璃化转变温度。与在潮湿环境下的户外材料相比，在办公环境中使用的材料在使用寿命中只会吸收适量的水分。因此，低温(远低于固化温度)干燥或控制湿度暴露可能是合适的。

玻璃转变温度测试是如何进行的?

为了确定一种材料的玻璃化转变温度，可以使用几种不同的测试和报告类型之一。所使用的方法将在很大程度上取决于所寻求的结果的类型，以及在最后报告中需要哪些数据。

测量玻璃转变温度的经典方法是在预期温度范围内进行一系列力学试验。虽然有几种试验类型的选择，弯曲强度或剪切试验是标准的。结果被报道为弯曲或剪切模量与温度的关系图。玻璃化转变温度在材料强度显著下降的地方显示出来。

由于现代热分析，玻璃转变温度的测试在最近几年变得非常快速和便宜。测定转变温度的最标准的热方法是热力学分析(TMA)、动态力学分析(DMA)和差示扫描量热法(DSC)。

Tg测试方法

热机械分析(TMA):热力学分析使用一小块材料样本，在石英台上加热。机器内部的杆在样品顶部施加少量的力，杆的运动用线性变量差动变压器或LVDT测量。整个仪器以缓慢的速度加热，通常是每分钟5摄氏度。这些数据被报告为一条曲线，其中长度的变化被绘制成随温度变化的曲线。由此产生的曲线的斜率称为线性热膨胀系数，或称COLTE。玻璃化转变温度是直线斜率变化的点，如下图所示。

TMA也可用于弯曲或穿透模式。在这些方法中，施加更大的力，直到探针明显偏转。

差示扫描量热法:在这种测试方法中，当测量加热样品所需的能量时，对小样品进行加热。然后将这个值与惰性基准物质进行比较。因为玻璃化转变温度会改变材料的性质，聚合物链重新定向，需要能量的变化来加热。这显示为曲线的拐点。可以选择三个点报告:发病，即最低值，中点和终点。

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如上所述，玻璃转变温度的测量可以根据具体的材料类型、实际应用和许多其他因素在技术和计算上有很大的不同。万博官网app体育Element的聚合物科学家拥有支持您的材料测试计划所需的知识和专业知识，并为您的材料提供准确和适用的数据。

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