玻璃化转变温度(Glass Transition Temperature,Tg)是所有塑料和环氧树脂材料的最重要的特性之一,实际上Tg值也是PCB玻璃纤维布的质量指标之一,但与HDT(Heat Deflection Temperature)相比似乎没有那么重要Tg值一般指塑料的微观高分子链开始大的链运动时的温度。
当应用温度低于玻璃化转变温度((Tg)时,分子链运动的大部分被冻结frozen,格子状排列变多,塑料呈现刚性具有硬脆特性的玻璃状态(glassy state)。与玻璃的特性相似,坚硬但容易脆裂。
当应用温度高于玻璃化转变温度((Tg)时,分子链运动的自由度更高,塑料呈现柔软且容易弯曲的橡胶状态Rubbery state。因此,玻璃化转变温度(Tg通常为玻璃状态?是橡胶状态相转移时塑料产生的温度。
因此Tg温度与塑料产品的设计及运用的温度范围有很大的关系。一般来说,固体塑料部件的适用温度范围通常在玻璃化转变温度Tg以下,如果有塑料的卷取柔软性所需要的人、橡胶等,则适用温度在玻璃化温度以上热变形温度以下。
“玻璃转移”过程基本上不是特定的单个温度而是温度区域,相对地HDT指固定温度,但通常在定义“玻璃化转变温度Tg”时,取整个“玻璃化转变”温度区域的中点。
Tg测量温度一般情况下ASTM?使用E1356的DSC(Differential Scanning Calorimetry,差示扫描量热法)方法,通过补偿器测量来描绘使样品与基准比较物处于相同温度所需的加热速度与温度的关系,并计算Tg值的热分析技术。
Tg计算值
参照上面的图,当温度逐渐上升时,根据高分子聚合物的玻璃化转变温度,DSC曲线上的基线沿吸热方向移动。图中的A点是开始偏离基线的点。延长过渡前后的平坦基线,两条线之间的垂直距离是阶梯差Delta。J,Delta;在J/2中可以发现C点,从C点作为切线在前基线和B点交叉,与B点对应的温度值是玻璃化转变温度Tg。
但是,把C点作为直接Tg温度的人也很多。因为计算简单,反正Tg是参考温度,B点和C点的温差不大。
下图是关于维基百科的PVC的DSC曲线,使用B点或C点计算出的Tg温度只不过是0.1deg。C的区别在于,DSC在整个曲线中,Tg温度区域实际上很小连漪。