论玻璃转化温度

论玻璃转化温度结晶性树脂一般有“玻璃状态”、“粘弹状态（橡胶状态）”和“熔融状态”等3种状态。随着加热的进行，树脂将从“玻璃状态”转化为“粘弹状态（橡胶状态）”和“熔融状态”。其间的变化点分别称为玻璃转化温度（Tg）和熔点（Tm）。熔融状态容易理解，但“玻璃状态”和“粘弹状态（橡胶状态）”有什么特点呢？两者均属固体，但分子的自由度不同。在“玻璃状态”下，树脂又硬又脆，而且分子几乎无法运动；而在“粘弹状态”下，虽说树脂的结晶部分无法运动，但非晶部分则可较为自由地运动，从而具有一定的柔软性（可以变形）。就普通橡胶和结晶性树脂而言，由于弹性模量不同，因而有软硬之别，但都可以称为粘弹状态。玻璃状态全都无法运动粘弹状态（橡胶状态）非晶部分可较为自由地运动熔融状态全都可以运动※关于结晶/非结晶方面的详情，请参阅“何谓结晶性树脂”。由此可见，物理性质在玻璃转化温度的前后会发生很大变化。这种变化通常体现在体积、粘性、强度、硬度等方面。这便是玻璃转化点之所以重要的原因。表1树脂材料的物理性质在玻璃转化温度（Tg）前后的变化温度范围Tg以下TgTg以上材料状态固体状态（玻璃状）～橡胶状态（粘弹性）分子运动性低～高分子自由度变小～变大体积变小～变大粘性变高～变低强度变强～变弱硬度变硬～变软玻璃转化温度（Tg）因树脂种类而异，如本公司的材料DURACON为-80～-40℃，而DURAFIDE等则为80～100℃。此外，在通用聚合物中，聚丙烯、尼龙66、聚苯乙烯分别为-20℃、50℃、100℃左右。※玻璃转化温度的数值因测量方法等而异，下面举例说明。DURACON在常温下当然处于粘弹性橡胶状态。同时我们也知道，在普通温度范围内也可以不考虑玻璃转化温度的影响。不过，由于DURAFIDE的Tg为80～100℃左右，因此必须考虑玻璃转化温度的影响，如DURAFIDE成型时的模具温度最好要达到130℃以上。这是因为在充分超越Tg的模具温度下固化后，分子可在该范围内较为自由地运动，从而大大促进结晶化过程。相反，在偏低温度下，结晶化（即分子的重新配置）将难以进行，从而导致强度等特性降低。一般来说，应避免在玻璃转化温度附近的模具温度下进行树脂材料（不光是本公司的材料）的成型。此外，由于PBT的玻璃转化温度接近40℃，因此DURANEX的强度在40℃附近会发生很大变化。使用PBT时应注意这一性质。（补充）※关于本公司材料的玻璃转化温度，请参阅下列页面：DURACON®POM的玻璃转化温度DURANEX®PBT的玻璃转化温度DURAFIDE®PPS的玻璃转化温度LAPEROS®LCP的玻璃转化温度TOPAS®COC的玻璃转化温度