聚合物玻璃化溫度解析：重要影響因素深度

時間：2024-05-26作者：深圳市深德鴻環(huán)保新材料有限公司瀏覽：31

對于高分子聚合物而言，玻璃化溫度是十分重要的一個物理指標(biāo)，筆者在之前的文章中也對聚合物玻璃化溫度的概念以及測定方法做出過介紹，本期我們將會介紹影響高分子聚合物玻璃化溫度變化的因素！

玻璃化溫度是高分子的鏈段從凍結(jié)到運(yùn)動的一個轉(zhuǎn)變溫度，溫度較低時，聚合物宏觀上呈固態(tài)，微觀子鏈也好像被“凍結(jié)”，不能運(yùn)動。

隨著溫度的升高，組成高分子材料的各個分子鏈解開“束縛”，可以發(fā)生抖動，此時對應(yīng)的溫度就是高分子聚合物的玻璃化溫度。

對于聚合物而言，分子鏈段運(yùn)動是通過主鏈的單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，因此，因此，高分子聚合物的玻璃化溫度受其化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響很大，凡是能影響高分子鏈柔性的因素，都對Tg有影響。

減弱高分子鏈柔性或增加分子間作用力的因素，如引入剛性基團(tuán)或性基團(tuán)、交聯(lián)和結(jié)晶都使Tg升高，而增加高分子鏈柔性的因素，如加入增塑劑、引進(jìn)柔性基團(tuán)等都使Tg降低。

主鏈結(jié)構(gòu)

主鏈由飽和單鍵構(gòu)成的聚合物，例如—C-C—，—C-N—，—C-O—和—Si-O—等，因?yàn)榉肿渔溈梢試@單鍵進(jìn)行內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所以一般Tg都不太高。特別是沒有性側(cè)基取代時，其Tg就低。

例如，聚乙烯的Tg為-68℃；聚甲醛的Tg為-83 ℃；聚二甲基硅氧烷的Tg為-123℃，它是目前耐寒性較好的一種橡膠。

當(dāng)主鏈中引入苯基、聯(lián)苯基、萘基和均苯四酸二酰基等芳雜環(huán)以后，鏈上可以內(nèi)旋轉(zhuǎn)的單鍵比例相對地減少，分子鏈的剛性增大，因此有利于玻璃化溫度的提高。

例如：芳香族聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜和聚苯醚等都具有比相應(yīng)的脂肪族聚合物高得多的Tg，它們是一類耐熱性較好的工程塑料。

取代基團(tuán)的空間位阻和側(cè)鏈的柔性：

主鏈內(nèi)化學(xué)鍵的旋轉(zhuǎn)對于聚合物玻璃化溫度的影響固然重要，但是取代基的空間位阻同樣也會影響主鏈單鍵的旋轉(zhuǎn)。

例如：在單取代乙烯聚合物—(CH2-CHX)n—,一中，隨著取代基—X的體積增大，分子鏈內(nèi)方轉(zhuǎn)位阻增加，Tg也將升高。

例如：

需要注意的是，并不是取代側(cè)基的體積增大，Tg就一定要升高。例如聚甲基酯類的側(cè)基增大，Tg反而下降，這是因?yàn)樗膫?cè)基是柔性的。

側(cè)基越大則柔性也越大，這種柔性側(cè)基的存在相當(dāng)于起了增塑劑的作用，所以使Tg下降。

分子間作用力的影響：

旁側(cè)基團(tuán)的性對分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)和分子間的相互作用都會產(chǎn)生很大的影響。側(cè)基的性越強(qiáng)，Tg越高。

例如，聚乙烯的Tg=-68℃，引入弱性基團(tuán)一CH3后，聚丙烯的Tg=-20 ℃；引入-Cl，一OH后，聚和聚乙烯醇的Tg升高到80 ℃以上；引入強(qiáng)性基團(tuán)-CN后，聚的Tg過100 ℃。

分子間氫鍵也可使 Tg顯著升高。

例如，聚辛二酸丁二酯和尼龍 66 的Tg相差 107 ℃，主要由于后者有氫鍵。

含離子聚合物中的離子鍵對Tg的影響也很大。

例如，聚中加入金屬離子可大幅度提高Tg，當(dāng)加入Na+，Tg從106 ℃提高到280 ℃；加入Cu2+，Tg提高到500 ℃ 。

當(dāng)然，除了本身化學(xué)結(jié)構(gòu)因素的影響之外，高分子聚合物的玻璃化溫度還受到其他因素的影響，例如共聚、共混、交聯(lián)、分子量、增塑劑等等，筆者不在此篇文章中多做介紹。

以上就是關(guān)于高分子聚合物玻璃化溫度影響因素的相關(guān)知識。


深圳市深德鴻環(huán)保新材料有限公司專注于全生物降解材料顆粒,PHA,**等

• 詞條

  詞條說明

• 生物質(zhì)降解材料PHA的競爭格局

  隨著碳中和概念及限塑令的提出，PHA材料的入局者開始增多。目前，限制PHA廣泛應(yīng)用的主要因素在成本高，4~6萬元/噸，相較于等降解材料不具價格優(yōu)勢。同時，盡管涉足廠家多，但當(dāng)前總體產(chǎn)能仍然較低，在供應(yīng)上與其他生物基/降解材料難以競爭。簡化原材料的生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本是推廣PHA材料應(yīng)用的要因素。原料方面，我國PHA生物發(fā)酵的原料以糖類物質(zhì)居多，來源主要是玉米等糧食作物。國外PHA制造公司，因油料

• 生物可降解材料具體有哪些？生物可降解材料的具體應(yīng)用案例

  生物可降解材料是在細(xì)菌、、藻類等自然界存在的微生物作用下能發(fā)生化學(xué)、生物或物理降解或酶解的高分子材料。理想的可降解生物材料是利用可再生資源得到，降解后可以被生物所重新利用，產(chǎn)物是二氧化碳和水，從而使這種材料的生產(chǎn)和使用納入自然界的循環(huán)。生物可降解材料的具體類型：1、聚乳酸（）：具有無刺激、良好的生物相容性、強(qiáng)度高、可加工性好，可生物降解等特點(diǎn)，制成的片材、纖維、薄膜經(jīng)過熱成型、紡絲等二次加工后廣泛

• 聚乳酸()在包裝領(lǐng)域應(yīng)用的三大特點(diǎn)

  以來源的乳酸為主要原料，具有很好的生物降解性和相容性，被認(rèn)為是有發(fā)展前途的包裝材料。聚乳酸（）制品廢棄后，在自然條件下可分解為二氧化碳和水，可被生物吸收，對環(huán)境。同時，又具有良好的透明性，防霉變、性。一、透明性薄膜具有良好的透明度和光澤度，其優(yōu)異的性能與玻璃紙及PET相當(dāng)，這是其它可降解塑料所沒有的性能。這種薄膜具有與石油基薄膜一樣的耐熱和抗沖擊性能，同時還兼具優(yōu)異的彈性和透明性。二、阻隔性可以制

• （聚乳酸）的片材優(yōu)點(diǎn)有哪些？

  近網(wǎng)絡(luò)上、市面上都在說生物可降解塑料袋，你們知道生物可降解塑料檢測材料中什么是聚乳酸()？的材點(diǎn)有哪些？為什么聚乳酸()會這么火。生物可降解塑料檢測材料中什么是聚乳酸()？聚乳酸(Poly Lactic Acid)稱為聚丙交酯，簡稱，是一種新型的生物降解材料。聚乳酸通過生物發(fā)酵生產(chǎn)的乳酸經(jīng)聚合而成生物可降解塑料，具有良好的生物可降解性和生物相容性。的原料主要來源于可再生植物資源中的糖分（如玉米、木