完美彩票注册

何谓玻璃转移温度(Tg, Glass Transition Temperature)

time : 2019-08-15 09:03       作者:凡亿pcb

玻璃转移温度(Glass Transition Temperature,Tg)是所有塑胶及环氧树脂材料最重要的特性的一,其实Tg值也是PCB的玻璃纤维布的品质指标的一,不过相较于HDT(Heat Deflection Temperature)似乎又没有那么重要了,Tg值一般泛指塑料微观中高分子链开始具有大链节运动时的温度。
若应用温度低于玻璃转移温度(Tg)时,分子链节的运动大部分会被冻结(frozen),呈现出较多的晶格状排列,塑料则会呈现出刚性具硬脆(brittle)特性的玻璃态(glassy state)。没错就类似玻璃的特性,坚硬但容易脆裂。
若应用温度高于玻璃转移温度(Tg)时,分子链节则会有更多的自由度可以运动,塑胶件则会呈现出柔软可绕曲的橡胶态(Rubbery state)。因此玻璃转移温度(Tg)一般为塑料发生在【玻璃态-橡胶态】相转移时的温度。
 
所以Tg温度与塑胶产品的设计及运用的温度范围有非常大的关系。一般而言固体塑胶件的应用温度范围通常会取在玻璃转移温度(Tg)以下,若对塑料绕曲柔软性有需求者,如橡胶,则应用温度会选取在玻璃转化温度以上,但在热变形温度以下。
要注意的是「玻璃转移」过程基本上是一段温度区域而非特定的单一温度,相对的HDT则会指向固定温度,不过一般我们在定义「玻璃转移温度(Tg)」时通常会取其在整个「玻璃转移」温度区域的中点(middle point)。
量测Tg温度的时候一般采用ASTM-E1356的【DSC (Differential Scanning Calorimetry, 差示扫描量热法 )】方法,这是一种热分析的技术, 借助补偿器测量使样品与参考比较物达到同样温度所需的加热速率与温度的关系画出曲线,然后计算得到Tg值。
玻璃化转变的DSC曲线
Tg值的计算
参考上图,当温度逐渐升高,通过高分子聚合物的玻璃化转变温度,DSC曲线上的基线会向著吸热方向移动。图中A点是开始偏离基线的点。将转变前、后的平坦基线延长,两线的间的垂直距离就是阶差ΔJ,在ΔJ/2处可以找到C点,从C点作切线与前基线相交于B点,B点所对应的温度值即为玻璃化转变温度Tg。
不过似乎也有很多人直接拿C点来当作Tg温度,因为计算比较简单,反正Tg就是一个参考温度而已,而且一般B点与C点的温度差异值也不大。
下图是维基百科关于PVC的DSC曲线,使用B点或C点计算出来的Tg温度只有0.1°C的差异,因为在整个DSC曲线中,Tg温区其实就是一个小连漪而已。
关于PVC的DSC曲线