科(ke)普(pu)知識(shi)丨(shu)塗(tu)料的(de)玻璃(li)化轉變溫度（Tg）測試(shi)及分析(xi)

摘要(yao)：塗(tu)料作為(wei)壹(yi)種(zhong)重(zhong)要(yao)的材(cai)料(liao)，其(qi)熱性能對其使(shi)用性能具有重(zhong)要(yao)影響(xiang)，尤(you)其(qi)是玻璃(li)化轉變溫度（Tg），它是(shi)衡(heng)量(liang)塗(tu)料熱(re)穩(wen)定性的重(zhong)要(yao)參數之壹。本文通(tong)過差示掃(sao)描(miao)量(liang)熱(re)法(fa)（DSC）測試(shi)塗(tu)料樣(yang)品(pin)的(de)Tg，並對測試(shi)結果進(jin)行解析，以(yi)期為(wei)塗(tu)料的(de)研發(fa)和應用(yong)提(ti)供理(li)論參考(kao)。

壹、引(yin)言

玻璃(li)化轉變溫度（Tg）是聚(ju)合(he)物從(cong)玻璃(li)態轉變為(wei)橡(xiang)膠態的溫(wen)度(du)，是(shi)塗(tu)料材(cai)料(liao)的(de)壹個關鍵(jian)熱(re)力(li)學參(can)數。塗(tu)料的(de)Tg決(jue)定了(le)其(qi)在不(bu)同(tong)溫度(du)下的力(li)學性能和使(shi)用場合(he)。通(tong)過測定塗(tu)料的(de)Tg，可以(yi)了(le)解其耐(nai)熱性、柔韌(ren)性等(deng)性質，對塗(tu)料的(de)配方優(you)化(hua)及應(ying)用具有重(zhong)要(yao)意義。差示掃(sao)描(miao)量(liang)熱(re)法(fa)（DSC）作為(wei)壹(yi)種(zhong)常(chang)用的(de)熱分析(xi)方(fang)法(fa)，能夠(gou)精(jing)確(que)測定材(cai)料(liao)的Tg等(deng)熱物性參數。

二、實驗部分

三、 測試(shi)條件

1. 平(ping)衡(heng)溫度 15.00℃

2. 10.00℃/min 速率(lv)升(sheng)溫至 110.00℃

3. 恒溫 1.00min

4. 10.00℃/min 速率(lv)降溫(wen)至 15.00℃

5. 平(ping)衡(heng)溫度 15.00℃

6. 恒溫 3.00min

7. 10.00℃/min 速率(lv)升(sheng)溫至 250.00℃ (Tg1)

8. 10.00℃/min 速率(lv)降溫(wen)至 15.00℃

9. 平(ping)衡(heng)溫度 15.00℃

10. 恒溫 3.00min

11. 10.00℃/min 速率(lv)升(sheng)溫至 150.00℃ (Tg2)

四(si)、結果與(yu)討論

根據DSC測試(shi)得到(dao)的(de)塗(tu)料熱(re)性能曲線（見(jian)圖），我們(men)可以(yi)清晰(xi)地(di)觀(guan)察(cha)到(dao)塗(tu)料的(de)玻璃(li)化轉變過程。在圖中，Tg的(de)起點(dian)、終(zhong)點(dian)及峰值均清晰可見(jian)。具體(ti)分析(xi)如下：

1. 固化行(xing)為(wei)分析(xi)
在(zai) 117.7℃ 附(fu)近的(de)DSC吸熱峰對應塗(tu)料的(de) 固化反(fan)應。此(ci)溫(wen)度(du)下(xia)，塗(tu)料中化(hua)學組(zu)分發(fa)生(sheng)交聯(lian)形成(cheng)高(gao)分子(zi)網絡(luo)結構，產(chan)生壹個明顯(xian)的(de)固化峰，峰值溫度為(wei) 117.7℃，固化焓(han)為(wei) 43.2173 J/g。固化過程使(shi)得塗(tu)料硬(ying)化(hua)成(cheng)膜，賦予其(qi)較(jiao)高(gao)的強度和化學穩(wen)定性。固化反(fan)應的(de)峰值溫度和焓值(zhi)可以(yi)用來(lai)優(you)化(hua)塗(tu)料的(de)配方，從(cong)而提(ti)高(gao)固化效(xiao)率和最(zui)終(zhong)塗(tu)層的性能。

2. 固化後(hou)的玻璃(li)化轉變溫度（Tg2）

在固化反(fan)應完(wan)成(cheng)後(hou)，塗(tu)料樣(yang)品(pin)的(de)玻璃(li)化轉變溫度（Tg）發生(sheng)了(le)變化。在第(di)二(er)次升(sheng)溫過程中，測(ce)得固化後(hou)的玻璃(li)化轉變溫度（Tg2）約(yue)為(wei) 150.00℃。Tg2的(de)升(sheng)高表明，經過固化後(hou)塗(tu)料的(de)交(jiao)聯(lian)密(mi)度(du)提(ti)高(gao)，分子(zi)鏈(lian)的(de)運(yun)動(dong)受(shou)到(dao)更(geng)多(duo)限(xian)制，導(dao)致(zhi)玻璃(li)化轉變溫度上升(sheng)。Tg2是評(ping)估(gu)固化後(hou)塗(tu)料熱(re)性能的重(zhong)要(yao)指(zhi)標，表明該(gai)塗(tu)料在(zai)較(jiao)高(gao)溫度下依然(ran)能保(bao)持(chi)良(liang)好的(de)力(li)學性能和熱穩(wen)定性。

五、結論

通(tong)過DSC測試(shi)和分析(xi)，本(ben)文得出了(le)某(mou)塗(tu)料的(de)玻璃(li)化轉變溫度（Tg）為(wei) 49.68℃，並確定了(le)塗(tu)料在(zai)高(gao)於(yu) 54.54℃ 時發生(sheng)的相(xiang)變過程及其(qi)熱穩(wen)定性分析(xi)。這(zhe)些結果為(wei)塗(tu)料的(de)配方設(she)計(ji)和實際應用提(ti)供了(le)重(zhong)要(yao)的參(can)考(kao)信息。在實際使(shi)用中，了(le)解Tg及熱(re)穩(wen)定性對於選(xuan)擇適合的(de)塗(tu)料工(gong)作溫度範圍至關重(zhong)要(yao)。

六、參(can)考文(wen)獻

1. ASTM E1356-08（2014）通(tong)過差示掃(sao)描(miao)量(liang)熱(re)法(fa)確定玻璃(li)化轉變溫度的標準(zhun)測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)。

2. GBT_27816-2011_色漆(qi)和清漆(qi)用漆(qi)基(ji)_玻璃(li)化轉變溫度的測(ce)定。

3. GB/T 19466.2塑料(liao) 差示掃(sao)描(miao)量(liang)熱(re)法(fa)(DSC) 第(di)2部(bu)分:玻璃(li)化轉變溫度的測(ce)定