重要な違い - ガラス転移温度と融解温度

エラストマーの熱特性の研究は、最終的な用途や**プロセスパラメータを決定するための鍵となるものです。エラストマーの熱特性は、転移温度、有効温度範囲、熱容量、熱伝導率、機械特性の温度依存性、線熱膨張係数など、さまざまな試験パラメータを用いて調べることができる。転移温度には、ガラス転移温度（Tg）と溶融温度（Tm）という2つの温度パラメータがある。これらの温度は、ポリマー産業において材料とその品質パラメータを特定するために使用される。高分子の転移温度は、動的機械分析装置（DMA）や示差走査熱量計（DSC）などの高度な装置を用いて、非常に正確に測定することができる。ガラス転移温度では、ポリマーの非晶質領域が温度変化により粘性相からガラス質相へ、またはその逆へと可逆的に相変化し、溶融温度ではポリマーの結晶性または半結晶性領域が固体非晶質相へ変化する。これがガラス転移温度と融解温度の決定的な違いである。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ガラス転移温度とは 3. 融解温度とは 4. 横並び比較 - ガラス転移温度と融解温度を表形式で 5. まとめ

ガラス転移温度は何ですか？

ガラス転移温度は、非晶質または半結晶ポリマーの粘性またはゴム状が脆いガラス状態に変化する温度である。これは、リバーシブルな移行です。ガラス転移温度以下では、ポリマーはガラスのように硬くなる。ガラス転移温度以上では、ポリマーは粘性またはゴムのような性質を示し、硬度は低くなる。ガラス転移は誘導体の変化による二次反応である。高分子の上下の変化は、エネルギー変化による分子運動によるものです。この温度は、分子構造に大きく影響される。また、繰り返し変形の頻度、複合材料（可塑剤、充填剤など）の影響、温度の変化率にも依存する。

図01：温度密度

対称的な高分子ではガラス転移温度は溶融温度の半分、非対称的な高分子ではガラス転移温度は溶融値（ケルビン）の2/3になることが実験的に確認されている。しかし、これらの関係は普遍的なものではなく、多くの高分子で偏差が存在する。ガラス転移は、ポリマーの使用範囲を決定し、弾性を評価し、機械的ストレスに対する応答の性質を決定するのに重要である。

溶融温度は何ですか？

融解は、ポリマーの熱変換におけるもう一つの重要なパラメータである。一般に、融解温度は、固体から液体、液体から蒸気といった相変化が起こる温度である。

図02：メルティング

ただし、半結晶状態から非結晶状態への温度変化は、半結晶ポリマーから非結晶ポリマーへの転移である。溶融は1次の熱吸収反応である。ポリマーの融解エンタルピーは、同じポリマー100%の融解エンタルピーがわかっている場合、結晶化度の計算に使用することができます。また、融解温度を知ることは、ポリマーの使用範囲を知る上で重要である。

ガラス転移温度と溶融温度の違い

概要 - ガラス転移温度 vs. 溶融温度

高分子のガラス転移温度と融解温度は非常に重要な熱転移特性である。ガラス転移温度以上ではポリマーはゴムのような性質を持ち、この温度以下ではガラスのような性質を持つ。非晶質高分子ではガラス転移が起こる。融解とは、ある相が結晶状態から固体の非晶質状態へと変化することである。融点は、結晶化度を計算する上で重要な要素である。この2つの温度値は、ポリマーの品質と使用範囲を決定するのに非常に有効である。

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引用

1 Adams, Robert D. et al.エンジニアリング・ストラクチュラル・グルーGowariker, V.R., Viswanathan, N.V. and Sreedhar, J. Polymer Science, 1997.2.ニューエイジインターナショナル、1986.3. Rosato, Donald V. and Marlene G. Rosato.プラスチックのコンサイス百科事典。Springer Science and Business Media, 2000.3.ロザート、ドナルド・V、マーリーン・G・ロザート。コンサイス・エンサイクロペディア・オブ・プラスティック.Springer Science and Business Media, 2000.