lasisiirtymälämpötilaan

Lasisiirtymälämpötila (Tg) on lämpötila, jossa amorfinen materiaali siirtyy jäykästä lasimaisesta tilasta kohti pehmeämpää viskoelastista tilaa. Tämä muutos on kineettinen eikä faasimuutos kuten sulamispiste, ja Tg määrittää, millaisissa lämpötiloissa materiaali säilyttää jäykän tai joustavan käytöksen. Tg on keskeinen ominaisuus monien polymeerien ja muiden amorfisten aineiden suunnittelussa ja sitä varten huomioidaan rakenteen sekä käsittelyolosuhteiden vaikutukset.

Tg:n mittaaminen perustuu lämpötila- ja kunnossapidon muutosten havaitsemiseen. Yleisimmin Tg selvitetään differentiaalisen scanning calorimetrin (DSC) avulla; dynaaminen mekaaninen analyysi (DMA) ja dilatometria antavat myös Tg-arvoja. Eri menetelmät voivat antaa hieman erilaisia tuloksia, ja tuloksiin vaikuttavat lämpötilan nousunopeus sekä näytteen tila valmistusprosessissa. Kansainväliset standardit, kuten ASTM D3418 ja ISO 11357-1, ohjaavat Tg:n määrittämistä.

Tg:hen vaikuttavat monet tekijät. Molekyylipaino ja rakenteen jäykkyys sekä sidosrakenteet nostavat Tg:tä, kun taas plastisoijat ja kosteuden vaikutus alentavat sitä. Ristiinkytkentä (crosslinking) nostaa Tg:tä ja rajoittaa liikkuvuutta. Lisäksi lämpötilan nousunopeus sekä mittausolosuhteet voivat vaikuttaa saatuun arvoon.

Käytännössä Tg auttaa määrittämään materiaalin käyttökeskittymät ja prosessointiväylät. Palvelulämpötilat, ilmasto-olosuhteet ja kuormitus vaikuttavat siihen, pysyykö materiaali jäykkänä vai pehmeänä. Toisinaan Tg:n tunteminen johtaa valintaan, jossa palvelukäyttö on selkeästi Tg:n alapuolella tai yli, riippuen halutusta mekaanisesta käyttäytymisestä. Inorgisilla lasiseoksilla Tg voi olla erittäin korkea tai käytännössä ei havaittavissa samalla tavalla kuin orgaanisilla polymeereillä.