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玻璃轉(zhuǎn)移溫度（Glass Transition Temperature，Tg）是所有塑膠及環(huán)氧樹(shù)脂材料最重要的特性的一，其實(shí)Tg值也是PCB的玻璃纖維布的品質(zhì)指標(biāo)的一，不過(guò)相較于HDT（Heat Deflection Temperature）似乎又沒(méi)有那么重要了，Tg值一般泛指塑料微觀中高分子鏈開(kāi)始具有大鏈節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)的溫度。

若應(yīng)用溫度低于玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)時(shí)，分子鏈節(jié)的運(yùn)動(dòng)大部分會(huì)被凍結(jié)(frozen)，呈現(xiàn)出較多的晶格狀排列，塑料則會(huì)呈現(xiàn)出剛性具硬脆(brittle)特性的玻璃態(tài)(glassy state)。沒(méi)錯(cuò)就類(lèi)似玻璃的特性，堅(jiān)硬但容易脆裂。

若應(yīng)用溫度高于玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)時(shí)，分子鏈節(jié)則會(huì)有更多的自由度可以運(yùn)動(dòng)，塑膠件則會(huì)呈現(xiàn)出柔軟可繞曲的橡膠態(tài)(Rubbery state)。因此玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)一般為塑料發(fā)生在【玻璃態(tài)-橡膠態(tài)】相轉(zhuǎn)移時(shí)的溫度。

 

所以Tg溫度與塑膠產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及運(yùn)用的溫度范圍有非常大的關(guān)系。一般而言固體塑膠件的應(yīng)用溫度范圍通常會(huì)取在玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)以下，若對(duì)塑料繞曲柔軟性有需求者，如橡膠，則應(yīng)用溫度會(huì)選取在玻璃轉(zhuǎn)化溫度以上，但在熱變形溫度以下。

要注意的是「玻璃轉(zhuǎn)移」過(guò)程基本上是一段溫度區(qū)域而非特定的單一溫度，相對(duì)的HDT則會(huì)指向固定溫度，不過(guò)一般我們?cè)诙x「玻璃轉(zhuǎn)移溫度（Tg）」時(shí)通常會(huì)取其在整個(gè)「玻璃轉(zhuǎn)移」溫度區(qū)域的中點(diǎn)（middle point）。

量測(cè)Tg溫度的時(shí)候一般采用ASTM-E1356的【DSC (Differential Scanning Calorimetry， 差示掃描量熱法 )】方法，這是一種熱分析的技術(shù)， 借助補(bǔ)償器測(cè)量使樣品與參考比較物達(dá)到同樣溫度所需的加熱速率與溫度的關(guān)系畫(huà)出曲線，然后計(jì)算得到Tg值。

Tg值的計(jì)算

參考上圖，當(dāng)溫度逐漸升高，通過(guò)高分子聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，DSC曲線上的基線會(huì)向著吸熱方向移動(dòng)。圖中A點(diǎn)是開(kāi)始偏離基線的點(diǎn)。將轉(zhuǎn)變前、后的平坦基線延長(zhǎng)，兩線的間的垂直距離就是階差ΔJ，在ΔJ/2處可以找到C點(diǎn)，從C點(diǎn)作切線與前基線相交于B點(diǎn)，B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度值即為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。

不過(guò)似乎也有很多人直接拿C點(diǎn)來(lái)當(dāng)作Tg溫度，因?yàn)橛?jì)算比較簡(jiǎn)單，反正Tg就是一個(gè)參考溫度而已，而且一般B點(diǎn)與C點(diǎn)的溫度差異值也不大。

下圖是維基百科關(guān)于PVC的DSC曲線，使用B點(diǎn)或C點(diǎn)計(jì)算出來(lái)的Tg溫度只有0.1°C的差異，因?yàn)樵谡麄€(gè)DSC曲線中，Tg溫區(qū)其實(shí)就是一個(gè)小連漪而已。