说明：本文华算科技通过玻璃化转变温度的定义、转变机制、与熔点的区别以及应用，系统性地介绍了什么是“玻璃化转变温度”，读者通过本文可知晓玻璃化转变温度生成的底层逻辑与该性质对于材料设计的意义。

一、玻璃化转变温度的定义

Tg）是包括无定形聚合物、非晶发生玻璃态与高弹态（或橡胶态）可逆转变的临界温度结晶态物质若结晶度较低可能出现微弱Tg信号，结晶度极高时则无明显Tg分子链段运动状态的改变。

二、转变机制

介绍（T为材料温度）：

首先，当温度低于Tg时，分子链段的热运动能量未达到克服分子间作用力的阈值。这里的分子间作用力包括、等，它们对链段的运动形成“束缚”。此时，链段仅能进行局部化的微小振动，无法发生大范围的旋转、滑移或协同运动。

致物质呈现硬脆的玻璃态，力学性能上表现为高模量、低韧性，在外力作用下易发生脆性断裂。

2. T≥Tg

Tg这种运动的“自由度提升”。在外力作用下，链段可通过构象调整实现大形变，外力去除后又能通过链段的熵驱动恢复原状，从而表现出柔韧性和高弹性。

3. 转变过程

其核心原因是分子链段的运动具有“时间依赖性”，不同长度、不同刚性的链段，其运动的“松弛时间”存在差异在该区间内，比热容、热膨胀系数、模量等物理性能会连续且显著地变化（如比热容突然增大、模量急剧下降），但整个过程，仅物理状态和力学性能发生“渐变式突变”。

非相变的分子运动状态改变。

在热效应上，转变无潜热产生状态变化上，，区别在于链段运动自由度：玻璃态下链段基本冻结，材料硬脆；高弹态下链段可松弛运动，材料呈弹性。

Tg，温度范围较宽，这源于非晶物质中分子链段的运动具有多尺度松弛时间，不同链段在不同温度区间逐步松弛，故转变是在较宽温度范围内完成的。

熔点（这类物质具有规整的晶格排列，分子/原子在空间呈周期性有序分布。

Tm转变伴随明显的相变潜热状态变化上，，二者结构与物理状态差异显著。转变特征上，，这是因为晶体晶格破坏具有协同性，大量分子/原子在近似一致的热力学条件下同时发生结构转变，故相变集中在窄温度区间完成。

差示扫描量热法）：Tg 对应的比热容突变峰相变焓热稳定性DOI: 10.7567/apex.10.105601

（）：通过模量的量级变化区分玻璃态、高弹态等力学状态粘弹性交联程度分子运动的多尺度特征DOI: 10.1021/acs.macromol.4c02647

（）：Tg处的热膨胀系数拐点软化温度尺寸突变DOI: 10.1002/app.54526

五、主要应用

Tg，这类材料在该温度下处于玻璃态；若需材料具备弹性、柔韧性，需选择Tg低于使用环境温度的材料通过匹配Tg与实际使用场景的温度需求，可避免材料因温度超出Tg范围而出现刚性材料软化、弹性材料脆硬等性能失效问题，从而保障材料在应用中持续保持预期性能。

加工工艺设计

Tg，此时材料从玻璃态转变为高弹态或黏流态，分子链段运动能力提升，材料可塑性增强，便于成型复杂结构；若加工温度低于Tg，材料硬度大、塑性差，不仅难以成型，还易产生裂纹、变形等缺陷。

而对于硫化等涉及化学反应的工艺，需将温度控制在Tg以上DOI: 10.1021/acs.macromol.2c00646

Tg可通过共混、增塑、交联、引入刚性基团等改性手段进行针对性调整，从而实现产品性能的多元化调控。

通过这类调控，材料的硬度、柔韧性、耐热性等性能可按需改变，进而拓展应用领域，满足不同产品对力学性能、使用温度区间的特定需求，实现从单一性能向多功能化的延伸。

材料稳定性评估

材料在长期服役或老化过程中，分子结构会发生交联、降解等变化，这些变化会直接体现为通过持续测试Tg变化，可定量分析聚合物的老化程度与性能衰减规律，进而预测材料的剩余使用寿命，为材料的维护、更换时机提供科学依据。

DOI: 10.1126/sciadv.adp0729

玻璃化转变温度是描述非晶态材料从硬脆的玻璃态向柔软高弹态转变的关键参数差示扫描量热法动态力学分析热机械分析