低場核磁研究橡膠玻璃化轉(zhuǎn)變溫度

什么是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,？

玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg是材料的一個重要特性參數(shù),，材料的許多特性都在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近發(fā)生急劇的變化,。以玻璃為例，在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,，由于玻璃的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,，玻璃的許多物理性能如熱容、密度,、熱膨脹系數(shù),、電導率等都在該溫度范圍發(fā)生急劇變化。

根據(jù)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以準確制定玻璃的熱處理溫度制度,。對高聚物而言,，它是高聚物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)的溫度，在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時,，高聚物的比熱容,、熱膨脹系數(shù)、粘度,、折光率,、自由體積以及彈性模量等都要發(fā)生一個突變。

橡膠玻璃化轉(zhuǎn)變的影響因素

由于玻璃化轉(zhuǎn)變是與分子運動有關(guān)的現(xiàn)象,，而分子運動又和分子結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系,，所以分子鏈的柔順性、分子間作用力以及共聚,、共混,、增塑等都是影響高聚物Tg的重要內(nèi)因。

此外,，外界條件如作用力,、作用力速率，升(陣)溫速度等也是值得注意的影響因索,。

在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上,，高聚物表現(xiàn)出彈性；在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下,，高聚物表現(xiàn)出脆性,，在用作塑料、橡膠,、合成纖維等時必須加以考慮,。如聚氯乙烯的玻璃化溫度是80℃。但是,，他不是制品工作溫度的上限,。比如，橡膠的工作溫度必須在玻璃化溫度以上,，否則就失去高彈性,。

低場核磁研究橡膠玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的基本原理：

NMR是一種通過測定活性原子核的弛豫特性來描述分子運動特性的技術(shù),。用NMR測定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是基于弛豫時間(T1、T2)可以衡量玻璃化轉(zhuǎn)變時分子鏈段運動的急劇變化,。與上述方法相比，NMR對所測食品樣品沒有限制,，對樣品亦不具破壞性,，靈敏度高，能夠快速,、實時,、荃方位、定量的研究樣品,。

玻璃化轉(zhuǎn)變是指非晶態(tài)的高聚物（包括晶態(tài)高聚物中的非晶體部分）從玻璃態(tài)到高彈態(tài)的轉(zhuǎn)變或者從高彈態(tài)到玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變,。許多研究人員已經(jīng)接受食品也是聚合物這一觀點并將其作為聚合物體系進行分析，聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變的基礎是分子運動,，聚合物由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z態(tài)時,，含有質(zhì)子的基團運動頻率增加，這些變化可由弛豫時間T1和T2來衡量,。

當聚合物處于玻璃態(tài)時,，T2不隨溫度而變，表現(xiàn)出剛性晶格的性質(zhì),，玻璃化轉(zhuǎn)變后,，突破剛性晶格的限制，T2隨溫度升高而增大,。繪制T2-溫度曲線,，T2轉(zhuǎn)折點所對應的溫度即玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。

T2-溫度曲線和T1-溫度曲線都是由兩條近似直線的不同斜率的直線部分組成,，這兩條直線的交點就看作為相轉(zhuǎn)變點,，所對應的溫度就是相轉(zhuǎn)變溫度，即我們所要測定的Tg,。對于“U"曲線,，其最底點，即為相轉(zhuǎn)變點,，所對應溫度為Tg,。