低(di)場核(he)磁(ci)研究(jiu)玻璃(li)化轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度結(jie)晶熔融

什(shen)麽(me)是玻璃(li)化轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度？

玻(bo)璃(li)化轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度Tg是(shi)材料的(de)壹個(ge)重要特(te)性(xing)參數(shu)，材(cai)料的(de)許(xu)多(duo)特(te)性(xing)都在玻(bo)璃(li)化轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度附近發生急(ji)劇(ju)的(de)變化。以玻(bo)璃(li)為(wei)例(li)，在玻(bo)璃(li)化轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度，由(you)於玻(bo)璃(li)的(de)結(jie)構(gou)發生變化，玻(bo)璃(li)的(de)許(xu)多(duo)物(wu)理(li)性能如熱(re)容、密(mi)度、熱(re)膨脹(zhang)系數(shu)、電導(dao)率(lv)等都在該(gai)溫(wen)度範圍(wei)發生急(ji)劇(ju)變(bian)化。

根據玻(bo)璃(li)化轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度可(ke)以準確制(zhi)定玻璃(li)的(de)熱(re)處理(li)溫(wen)度制(zhi)度。對高聚(ju)物(wu)而言，它(ta)是高(gao)聚物(wu)從(cong)玻璃(li)態(tai)轉變為高彈(dan)態的(de)溫(wen)度，在玻(bo)璃(li)化轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度時，高聚物(wu)的(de)比熱(re)容、熱(re)膨脹(zhang)系數(shu)、粘(zhan)度、折光率(lv)、自由體積以及(ji)彈性(xing)模(mo)量等(deng)都要發生壹個(ge)突(tu)變(bian)。

玻璃(li)化轉(zhuan)變(bian)的(de)影響因(yin)素

由(you)於玻璃(li)化轉(zhuan)變(bian)是與(yu)分子(zi)運(yun)動(dong)有(you)關(guan)的(de)現象(xiang)，而分子(zi)運(yun)動(dong)又(you)和(he)分(fen)子(zi)結(jie)構(gou)有(you)著(zhe)密(mi)切(qie)關(guan)系(xi)，所以分(fen)子(zi)鏈(lian)的(de)柔順(shun)性、分(fen)子(zi)間作(zuo)用(yong)力(li)以及(ji)共聚(ju)、共混(hun)、增塑等(deng)都是(shi)影響高(gao)聚(ju)物(wu)Tg的(de)重要內(nei)因(yin)。

此(ci)外(wai)，外(wai)界(jie)條件如作(zuo)用(yong)力(li)、作用(yong)力(li)速(su)率，升(sheng)(陣)溫(wen)速(su)度等(deng)也(ye)是值(zhi)得(de)註(zhu)意(yi)的(de)影響因(yin)索(suo)。

在玻(bo)璃(li)化轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度以上，高聚(ju)物(wu)表(biao)現出(chu)彈(dan)性(xing)；在玻(bo)璃(li)化轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度以下(xia)，高聚(ju)物(wu)表(biao)現出(chu)脆(cui)性(xing)，在用(yong)作(zuo)塑料、橡(xiang)膠(jiao)、合成(cheng)纖(xian)維等時必須加以考(kao)慮(lv)。如聚(ju)氯乙(yi)烯(xi)的(de)玻璃(li)化溫(wen)度是(shi)80℃。但(dan)是，他(ta)不是制(zhi)品工作溫(wen)度的(de)上限(xian)。比如，橡(xiang)膠(jiao)的(de)工作溫(wen)度必須在玻(bo)璃(li)化溫(wen)度以上，否則(ze)就失(shi)去高(gao)彈(dan)性(xing)。

低場核(he)磁(ci)研究(jiu)玻璃(li)化轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度結(jie)晶熔融的(de)基本(ben)原(yuan)理(li)：

NMR是(shi)壹(yi)種通(tong)過(guo)測(ce)定活性(xing)原(yuan)子(zi)核(he)的(de)弛豫(yu)特(te)性(xing)來(lai)描(miao)述分(fen)子(zi)運(yun)動(dong)特(te)性(xing)的(de)技術。用(yong)NMR測(ce)定玻璃(li)化轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度是(shi)基於(yu)弛豫時間(T1、T2)可(ke)以衡量玻(bo)璃(li)化轉(zhuan)變(bian)時分子(zi)鏈(lian)段運(yun)動(dong)的(de)急(ji)劇(ju)變(bian)化。與(yu)上述方(fang)法相(xiang)比，NMR對所測食品(pin)樣(yang)品(pin)沒(mei)有(you)限(xian)制(zhi)，對樣品(pin)亦不具破(po)壞(huai)性，靈敏(min)度(du)高，能夠(gou)快(kuai)速(su)、實時、荃方(fang)位、定量的(de)研究(jiu)樣品(pin)。

玻(bo)璃(li)化轉(zhuan)變(bian)是指非(fei)晶態的(de)高聚(ju)物(wu)（包(bao)括晶態高聚(ju)物(wu)中(zhong)的(de)非(fei)晶體部分）從(cong)玻(bo)璃(li)態(tai)到高(gao)彈(dan)態的(de)轉變(bian)或者從(cong)高彈(dan)態到玻(bo)璃(li)態(tai)的(de)轉變(bian)。許(xu)多(duo)研究(jiu)人(ren)員(yuan)已經(jing)接受食品(pin)也(ye)是聚(ju)合物(wu)這(zhe)壹觀(guan)點(dian)並將(jiang)其作(zuo)為(wei)聚合物(wu)體系進行(xing)分(fen)析(xi)，聚合物(wu)玻(bo)璃(li)化轉(zhuan)變(bian)的(de)基礎是分子(zi)運(yun)動(dong)，聚(ju)合物(wu)由(you)玻璃(li)態(tai)轉變為橡(xiang)膠(jiao)態(tai)時，含有(you)質(zhi)子(zi)的(de)基團(tuan)運(yun)動(dong)頻(pin)率增加，這(zhe)些變化可(ke)由(you)弛豫(yu)時間T1和(he)T2來(lai)衡量。

當(dang)聚(ju)合物(wu)處(chu)於玻璃(li)態(tai)時，T2不隨溫(wen)度而變，表(biao)現出(chu)剛(gang)性(xing)晶格的(de)性質(zhi)，玻璃(li)化轉(zhuan)變(bian)後(hou)，突(tu)破(po)剛(gang)性晶格的(de)限(xian)制(zhi)，T2隨溫(wen)度升(sheng)高而增大。繪(hui)制(zhi)T2-溫(wen)度曲(qu)線，T2轉(zhuan)折點所對應(ying)的(de)溫(wen)度即(ji)玻璃(li)化轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度Tg。

T2-溫(wen)度曲(qu)線和(he)T1-溫(wen)度曲(qu)線都是(shi)由(you)兩(liang)條近似(si)直(zhi)線的(de)不同斜(xie)率(lv)的(de)直線(xian)部分(fen)組成，這(zhe)兩條直(zhi)線(xian)的(de)交點就看(kan)作(zuo)為(wei)相(xiang)轉變(bian)點(dian)，所對應(ying)的(de)溫(wen)度就是(shi)相(xiang)轉變(bian)溫(wen)度，即(ji)我們所要測(ce)定的(de)Tg。對於“U"曲(qu)線，其蕞(zui)低(di)點，即為相(xiang)轉變(bian)點(dian)，所對應(ying)溫(wen)度為(wei)Tg。