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玻璃化转变温度(玻璃化转变温度和熔点的区别)

1、玻璃化转变温度高说明什么

玻璃化转变温度只发生在聚合物(Polymer)上,这也是聚合物独一无二的特点之一。玻璃化转变就像它听起来的那样,在一个特定的温度(每种聚合物不同)称为玻璃化转变温度,简称Tg,当聚合物冷却到低于该温度时,它会变得又硬又脆,就像玻璃一样。有些聚合物需要在高于其玻璃化转变温度的情况下使用,有些则需要在低于其玻璃化转变温度的情况下使用。

比如:聚苯乙烯等硬塑料在其玻璃化转变温度以下使用,即处于玻璃态(Glassy State),它们的 Tg 远高于室温,均在 100℃ 左右。聚异戊二烯和聚异丁烯等橡胶弹性体的使用温度高于其Tg,即在橡胶状态下,它们柔软且有弹性。汽车的橡胶轮胎柔软而有延展性,主要因为在正常工作温度下它远高于其玻璃化转变温度,如果它的玻璃化转变温度高于它的工作温度,它就不会具有抓地力所需的柔韧性。硅胶在室温下已经像橡胶了,这意味着它的 Tg 低于室温。它的Tg通常在-115到-40℃左右。环氧树脂在室温下往往很硬,需要加热才能稍微软化。这意味着它的Tg高于室温,通常介于30~100℃之间。

粘接剂的玻璃化转变温度是弹性模量急剧变化的温度。当温度达到这一点时,粘接剂从Glassy State变为Rubbery State,如图1所示。随着温度的升高,分子的流动性越来越强,并且可以更轻松地四处移动。也就是说低于Tg,粘合剂中的聚合物会“冻结”。只有聚合物的短链段可以在非常有限的空间内移动。聚合物的低流动性意味着它不能轻易适应变形——这种材料更脆,会断裂而不是弯曲。

2、玻璃化转变温度高好还是低好

另一点就是在 Tg 下急剧变化的重要特性是热膨胀系数 (CTE)。通常,CTE 在 Tg 以上比在 Tg 以下高得多,如图2所示。

可能有人会把玻璃化转变(Tg)和熔化(Tm)认为是一回事,其实玻璃化转变与熔化不是一回事。熔化是发生在结晶聚合物中的转变。当聚合物链脱离其晶体结构并变成无序液体时,就会发生熔化。玻璃化转变是发生在无定形(非晶)聚合物上的一种不同类型的转变;也就是说,聚合物的链没有排列成有序的晶体。

但即使是结晶聚合物也会有一些无定形部分,这就是为什么同一聚合物样品可以同时具有玻璃化转变温度和熔化温度。但是我们要清楚,无定形部分只经历玻璃化转变,而结晶部分只经历熔化。事实上,大多数所谓的“结晶聚合物”实际上大部分是无定形的,这意味着它们将同时存在。

3、玻璃化转变温度名词解释

说了半天可能你还是会问,Tm和Tg之间有什么关系?在这里我们不会讲的太深入,否则就没完没了了,后续我们再单独开一篇对它们两的具体介绍。目前只需要了解上面的内容就行。

大多数结晶聚合物都有无定形区域,这意味着结晶聚合物永远不会完全结晶。结晶度的范围可以从0%(完全无定形)到100%(完全结晶),但大多数聚合物介于这两个极端之间。

结晶聚合物(Crystalline polymers)里规则排列区域称为晶区,无序排列区域称无定形区,晶区所占的百分比称为结晶度。。

4、玻璃化转变温度越高,什么性能越好

无定形聚合物(Amorphous polymers)分子排列与结晶体相比不规则,分子链也随机排列,可以看图3所示。

①熔融需要的热量较高,源于其结构的规则化,因此,所需的热量比无定形聚合物高

针对粘接剂(Adhesive)固化温度是不可逆化学变化中的温度,Tg是可逆物理变化的温度,而Tg是粘接剂固化反应程度和交联度的一个反映。

5、玻璃化转变温度和熔点的区别

在其它条件保持不变的前提下,升温速率越快,Tg会缓慢降低,使得固化不完全。

在其它条件保持不变的前提下,固化时间不断延长,Tg会逐渐升高,最后趋于稳定,此时该时间就是最佳固化时间。

在其它条件保持不变的前提下,固化温度不断升高,Tg会逐渐升高,最后趋于稳定,此时该温度就是最佳固化温度。

6、玻璃化转变温度计算公式

一般情况下,粘接剂的固化条件都会在TDS里体现,只要根据推荐的固化条件进行就行。

通过上面的了解,我们可以知道Tg是无定形聚合物的特性,主要发生在无定形区,但由于结晶聚合物也会有一些无定形部分,因此聚合物样品可以同时具有玻璃化转变温度和熔化温度。但是我们要清楚,无定形部分只经历玻璃化转变,而结晶部分只经历熔化。

而Tg又是粘接剂固化反应程度和交联度的一个反映,一般情况下最佳固化条件都是参考Tg来进行设定。当然对于粘接剂的使用者来说,根据Tg来设置最佳固化条件是不现实的,一般这个最佳固化条件粘接剂制造商都会根据Tg给出,我们只需要参考粘接剂的TDS进行设置就行。

7、玻璃化转变温度名词解释

新能源电动汽车的功率零件大致可以归纳为以下几类:绝缘母排(常见于电池,PCU及电机中)、IGBT、 电容、电感等。

这些零件的设计形式,多为塑料和金属复合注塑。塑料在其中的作用主要为绝缘、隔热等。

在早期的文章精华-你所不了解的聚苯硫醚(PPS),全网最全,必须看这里!!!,我们介绍了新能源驱动系统常见的功能材料PPS。

8、玻璃化转变温度越高,什么性能越好

虽然现在PPS在新能源电驱系统上的的应用很普及,但实际上在很长的一段时间内,PPS都是不被待见的一个材料,理由就是所谓的“太脆”。

造成误区的原因一方面是对塑料材料性能的认知不足,另外一方面则是市场引导性的宣传。这种无形的力量有时候非常可怕。

为了让大家对塑料开裂问题有更好的理解,特准备了冷热冲击试验中的塑料开裂问题专题,让你不再“遇裂色变”。

9、玻璃化转变温度和熔点的区别

塑料开裂在实际的应用中,主要是在冷热冲击的工况中发生失效。在认识这个问题之前,我们先来看看一些冷热冲击过程发生开裂的样品。

由于铜材优异的导电性,铜被大量使用。(TU2Y2 、 C10200 等)。但是在这些铜包塑的零件中,由于铜与塑料的物理性质不同,二者势必存在“矛盾”。“矛盾”导致零件开裂,其后果可能很严重。比如产生局部放电、电弧,最终使其他部件产生失效。

相对于工程塑料,铜可以认为是一个各向异性很小的材质。下图为塑料与铜一些典型物理性能对比:

10、玻璃化转变温度计算公式

工程塑料在实际使用过程中,由于需要考虑机械性能(模量、强度)的要求,往往需要在基材基础之上添加如玻纤之类的增强填料。添加填料的优点就是很大程度上提升了塑料的机械性能,但是由于注塑填充过程中的剪切作用,玻纤也会在塑料制品中取向,这就增加了塑料制件中的各向异性,造成塑料各个区域的物理性质不均,如模量、强度、线性膨胀率。这些不均匀性,会造成制件中某些区域强度高,收缩率小;某些区域收缩率大,强度低;

冷热冲击试验本身从高温到低温(或低温到高温)切换很快(往往小于1分钟)。由于金属与塑料二者的物理属性不一致,势必在塑料与金属之间产生一个应力冲击。如果此应力冲击超过塑料在局部区域的强度,那塑料件势必开裂。

那么问题来了,有哪些因素可以决定塑料件强度?哪些因素会增加在冷热冲击过程中零件失效的风险?