低場核磁研究完荃相容共混物的玻璃化轉變溫度

低場核磁研究完荃相容共混物的玻璃化轉變溫度

聚合物的相容性

聚合物的相容性就是聚合物之間的相互溶解性，是指兩種聚合物形成均相體系的能力。大量的實際研究結果表明，不同聚合物對之間相互容納的能力，是有著很懸殊的差別的，某些聚合物對之間，可以具有及好的相容性，而另一些聚合物對之間則只有有限的相容性，還有一些聚合物對之間幾乎沒有相容性。由此，可按相容的程度劃分為完荃相容、部分相容和不相容。相應的聚合物對，可分別稱為完荃相容體系、部分相容體系和不相容體系。

測定聚合物共混物的玻璃化轉變溫度Tg，并與一組分玻璃化溫度進行對比的方法，是測定與研究共混組分兼容性的最為常用的方法，其主要是基于聚合物共混物的玻璃化溫度與兩種聚合物分子級的混合程度有直接關系。

什么是玻璃化轉變溫度？

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

根據玻璃化轉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轉變為高彈態的溫度，在玻璃化轉變溫度時，高聚物的比熱容、熱膨脹系數、粘度、折光率、自由體積以及彈性模量等都要發生一個突變。

完荃相容共混物的玻璃化轉變溫度的影響因素

由于玻璃化轉變是與分子運動有關的現象，而分子運動又和分子結構有著密切關系，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。

在玻璃化轉變溫度以上，高聚物表現出彈性；在玻璃化轉變溫度以下，高聚物表現出脆性，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。

低場核磁研究完荃相容共混物的玻璃化轉變溫度的基本原理：

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。用NMR測定玻璃化轉變溫度是基于弛豫時間(T1、T2)可以衡量玻璃化轉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、荃芳位、定量的研究樣品。

玻璃化轉變是指非晶態的高聚物（包括晶態高聚物中的非晶體部分）從玻璃態到高彈態的轉變或者從高彈態到玻璃態的轉變。許多研究人員已經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，聚合物玻璃化轉變的基礎是分子運動，聚合物由玻璃態轉變為橡膠態時，含有質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時，T2不隨溫度而變，表現出剛性晶格的性質，玻璃化轉變后，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轉折點所對應的溫度即玻璃化轉變溫度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變點，所對應的溫度就是相轉變溫度，即我們所要測定的Tg。對于“U”曲線，其最為低點，即為相轉變點，所對應溫度為Tg。