溫度為玻璃化溫度Tg時(shí)，材料的物理行為是怎樣的？
2025-01-06 14:03:42
當(dāng)無定形材料被加熱時(shí)，分子中的原子會(huì)隨著能量的增加而振動(dòng)得更加劇烈，與鄰近分子碰撞并將鄰近分子短暫推開。
在Tg時(shí)，分子之間短暫產(chǎn)生的
“空洞”
變得足夠大，足夠相鄰的分子或聚合物鏈節(jié)插入兩個(gè)分子之間，這樣，Tg可以被認(rèn)為是聚合物鏈節(jié)能夠與鄰近鏈節(jié)發(fā)生相對移動(dòng)的最低溫度。
溫度高于Tg時(shí)，由于分子鏈段具有更大的自由度，熱膨脹系數(shù)增加，分子之間的體積越大，自由度越高，因此相同的升溫幅度會(huì)使體積增幅更大，隨著溫度的升高，比體積增加，但是材料并沒有增多，只是
同樣的材料
↓
占據(jù)了更多的空間
這個(gè)“額外”體積中有什么？什么也沒有，故將其稱為
自 由 體 積
雖然無論怎么強(qiáng)調(diào)Tg和自由體積概念在涂料科學(xué)中的重要性都不過分，但我們對這些參數(shù)的理解和測定能力還存在局限。
現(xiàn)在Tg通常使用差示掃描量熱法（DSC），動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA）或熱機(jī)械分析（TMA）進(jìn)行測量。
通過不同方法測量得到的材料Tg值可能不一致，其差別可能達(dá)20℃或更高。
Tg的測量值與測量方法和條件關(guān)系很大，升溫速率就是一個(gè)重要的變量，測定期間的升溫速率越快，表觀Tg越高，當(dāng)自由體積小時(shí)，分子或鏈節(jié)的運(yùn)動(dòng)速度就會(huì)變慢。如果升溫速率慢，則有更多的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，膨脹更多，從而測得的Tg較低。
