聊一下玻璃态温度(Tg)
nEws。keMaOwaNg.OrG。cN玻璃态温度(Tg)其实一个依然不能准确测出的温度指标,总会存在一些误差(~几摄氏度误差)。不需要大篇幅的谈理论,毕竟大多数朋友都用不到,但是理解了Tg的含义,就可以解释身边很多现象了。
nEws。keMaOwaNg.OrG。cN从吃的东西开始,就很容易理解:
想想看油炸花生米。有经验的老铁都知道油炸花生米刚出锅时候,吃起来不脆,但放一会就嘎嘣脆了。为啥呢?因为油炸的时候温度高过了花生米的玻璃态温度,花生米呈现出“高弹态”;出锅以后,放一会,温度低了,低到花生米的“玻璃态温度”以下,就是“玻璃态”,花生米就脆的。
油炸花生米
引申1,光纤玻璃:
理解了花生米,就明白了光纤制备工艺:玻璃在高温熔化时候,也是黏糊糊像蜂蜜一样(高弹态)。等降低到了玻璃态温度(Tg)以下,就变脆了,就是玻璃态了。
引申2,光纤涂层:
光纤一般由两层塑料涂层保护,一般内涂层软,外涂层硬。塑料也是一样的,高于Tg就软;低于Tg就硬。内涂层需要软一些,所以内涂层始终工作在高于自己Tg的状态;外涂层需要硬一些来保护自己,所以始终工作在Tg温度以下。
光纤的涂层材料也有不同的Tg
普通的通讯光纤示意图,纤芯(core)、包层(cladding)都是玻璃;内涂(inner coating)和外涂(outer coating)是塑料。
一点点理论:
玻璃化转变温度(Tg)是指由玻璃态转变为高弹态所对应的温度。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。Tg是分子链段能运动的最低温度,其高低与分子链的柔性有直接关系,分子链柔性越大,玻璃化温度就低;分子链刚性大,玻璃化温度就高。
了解一下很经典的图:横轴是温度,纵轴是形变。从横轴最左边看,温度最高的地方物质呈液态,温度逐渐降低,过度了转变区,物质呈现玻璃态。但是值得注意,如果温度减低不够迅速,物质也会形成晶体。
Tg的测试方法其实挺多的,常见的:
DTA 热差分析法;
nEws。keMaOwaNg.OrG。cNDSC 差示扫描量热法;
DMA 动态力学性能分析法 。
nEws。keMaOwaNg.OrG。cN一般测出的Tg是一个温度范围,而不是准确的“Tg点”。
英语:
玻璃态转化温度,Tg,Glass transition temperature。