聚合物类型
比容-温度曲线
当前温度: 25°C
当前状态: -
玻璃化转变温度：: 100°C
分子运动
弹性模量-温度
当前模量: - GPa
T_g处模量变化: 急剧下降 (10³-10⁴倍)
参数设置
温度控制
分子因素
显示选项
性能对比
| 性能 | 玻璃态 (T < T_g) | 橡胶态 (T > T_g) |
|---|---|---|
| 力学行为 | 脆性、刚性 | 韧性、柔性 |
| 弹性模量 | 10³-10⁴ GPa | 1-10 GPa |
| Molecular Motion | 冻结（仅振动） | 链段运动 |
| 热膨胀 | 低系数 | 高系数 |
| 应用 | 塑料、玻璃 | 橡胶、弹性体 |
物理原理
玻璃化转变温度：
T_g
玻璃态：
T < T_g (Brittle, high modulus)
橡胶态：
T > T_g (Tough, low modulus)
V-T关系：
Slope change at T_g
操作说明
- 选择不同的聚合物类型查看其T_g值
- 调整温度跨越T_g，观察状态变化
- 观看分子运动动画 - 玻璃态冻结，橡胶态活跃
- 修改分子因素，观察它们如何影响T_g
- 使用加热动画观察连续转变过程
什么是玻璃化转变？
玻璃化转变是无定形聚合物在温度升高时从硬而相对脆的玻璃态转变为粘性或橡胶态的可逆转变。发生这种转变的温度称为玻璃化转变温度(T_g)。与熔融不同，玻璃化转变是二级转变，其特征是热容、热膨胀系数和力学性能发生变化。
比容-温度曲线
体积-温度(V-T)曲线显示聚合物比容随温度的变化。在T_g以下，聚合物处于玻璃态，具有较低的热膨胀系数。在T_g以上，进入橡胶态，具有较高的热膨胀。转变在T_g处以斜率变化为标志，表明自由体积和链迁移率增加。
分子运动
在玻璃态(T < T_g)中，聚合物链基本上被冻结，仅可能进行小尺度的振动运动。缺乏大尺度的分子运动使材料脆而硬。在T_g以上，足够的热能使聚合物链的链段运动，链的部分可以相对彼此旋转和运动。这种增加的分子流动性将力学性能从刚性转变为柔性。
弹性模量-温度
弹性模量(刚度)在T_g处急剧下降，通常下降10³到10⁴倍。在玻璃态，由于链迁移率受限和强分子间力，模量很高(GPa范围)。在T_g以上，随着链获得迁移率并可以相互滑动，模量降至MPa范围。力学性能的这种急剧变化决定了聚合物应用的有用温度范围。
影响T_g的因素
分子量显著影响T_g，较高的分子量由于链缠结增加T_g。交联在链之间产生共价键，限制迁移率并提高T_g。增塑剂是添加到聚合物中的小分子，它们增加自由体积和链迁移率，从而降低T_g。链柔性、侧基和分子间力也影响T_g。
Applications
理解玻璃化转变对聚合物应用至关重要，包括为特定温度范围选择材料，设计加工条件，预测材料行为，开发聚合物共混物，以及优化配方。常见例子包括聚苯乙烯杯(T_g约100°C)，橡胶轮胎(T_g约-70°C)，和耐冲击改性塑料。