glasövergångar

Glasövergångar refererar till de förändringar som sker i amorfa material när de övergår mellan en hård, glasig tillstånd och ett mjukare, mer flytande eller visköst tillstånd vid uppvärmning. Fenomenet är en kinetisk, inte en klassisk termodynamisk fasövergång, eftersom det beror på fragmentär molekylär rörlighet och tidsberoende processer.

I polymerer och andra organiska glas bildar glasövergången en temperatur där segmentell rörlighet blir märkbar. Under Tg är materialet relativt stelt och relativt sprött, medan över Tg ökar rörligheten och materialet mjuknar eller visslar sig mer som ett viskosläder.

Mått och kännetecken: Tg definieras ofta vid där förändringar i värmekapacitet, mekanisk dämpning och styvhet observeras. Metoder som differential scanning calorimetry (DSC) och dynamisk mekanisk analys (DMA) används för att bestämma Tg. Övergången märks som ett brett, mjukt skifte snarare än en skarp fasgräns. Tg är beroende av uppvärmnings- och nedkylningshastighet samt provets sammansättning och fukt.

Ytterligare begrepp inom glasövergångar inkluderar sekundära relaxationer, fria volymen och Angell’s fragility, samt den användbara föreställningen om en fiktiv temperatur som beskriver glastillståndets historia (fictive temperature). Fysisk åldrande förekommer ofta under glas tillstånd där egenskaper gradvis förändras över tid.

Användningsmässigt spelar kontroll av Tg en central roll inom tillverkning av plaster, härdning av polymerer, beläggningar och förpackningsmaterial, där tillsatser, tvärbindning eller plastifierare kan ändra temperaturen för övergången och därmed materialets processbarhet och prestanda.