玻璃化转变温度(Tg)是非晶态物质(如无定形聚合物、非晶态无机物等)在升温或降温过程中，从玻璃态转变为高弹态(或反之)的临界温度。这一转变是分子链段运动状态发生改变的结果，属于无潜热的二级相变，伴随比热容、模量等物理性能的突变。

　　定义与本质

　　玻璃态：分子链段运动被冻结，材料硬而脆(如室温下的普通玻璃)。

　　高弹态：分子链段可自由运动，材料柔软且具有弹性(如橡胶在常温下的状态)。

　　转变本质：Tg是分子链段从“冻结”到“解冻”的连续过渡过程，无潜热吸收或释放，仅表现为热容变化。

　　转变机制

　　自由体积理论：高聚物中存在未被分子链占据的自由体积。当温度降低至Tg时，自由体积减小到无法支持链段热运动的临界值，链段运动被冻结，材料进入玻璃态。

　　松弛过程：玻璃化转变是一个连续的松弛过程，不同链段因长度、刚性差异，其运动“松弛时间”不同，导致转变在一个温度区间内逐步完成。

　　影响因素

　　分子结构：链段柔性越大，Tg越低(如聚乙烯的Tg为-68℃)；链段刚性越强，Tg越高(如聚苯乙烯的Tg为80℃)。

　　分子间作用力：离子键、氢键等强相互作用会提高Tg(如聚丙烯酸中加入金属离子后，Tg显著升高)。

　　增塑剂：加入增塑剂可降低Tg(如纯聚氯乙烯的Tg为78℃，加入45%增塑剂后Tg降至-30℃)。

　　交联度：轻度交联对Tg影响小，中等交联提高Tg，高度交联可能使Tg超过熔融温度(Tf)。

　　分子量：分子量较小时，Tg随分子量增加而升高；分子量超过一定值后，Tg趋于稳定。

　　测定方法

　　差示扫描量热法(DSC)：通过比热容变化确定Tg，表现为基线向吸热方向移动。

　　动态力学分析(DMA)：通过储能模量下降或损耗因子峰值确定Tg。

　　热机械分析(TMA)：通过热膨胀系数变化确定Tg。

　　核磁共振(NMR)：通过谱线宽度变化确定Tg。

　　应用意义

　　材料设计：通过调控Tg可优化材料性能。例如，橡胶的Tg需低于室温以确保高弹性；塑料的Tg需高于使用温度以维持硬度。

　　加工工艺：注塑、挤出等工艺需在Tg以上进行，此时材料可塑性增强，便于成型复杂结构。

　　热处理优化：如玻璃的热处理温度制度需根据Tg制定，以避免开裂或变形。