用語集
ガラス転移温度
ガラス転移は、無機ガラス、アモルファス金属、ポリマー、医薬品、食品成分など、非晶質・半結晶材料の最も重要な特性のひとつであり、材料の機械的特性が硬く脆いものから、より柔らかく変形しやすいもの、あるいはゴム状に変化する温度領域を表す。
熱可塑性プラスチック、熱硬化性プラスチック、ゴムなど、多くのポリマーは通常、非晶質と結晶質の両方の構造から構成されている。つまり、多くのポリマーはガラス転移温度（Tg）と融解温度の両方を示す。ガラス転移温度（Tg）は、結晶性材料の融解温度よりも低い。
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測定に適した製品
材料識別のためのガラス転移温度
ガラス転移温度の測定は、材料を特定するためのツールである。ガラス転移温度（Tg）は、材料の適用分野も決定する。例えば、ゴムタイヤ（自動車）が柔らかく延性があるのは、通常の使用温度ではガラス転移温度よりかなり高いからである。もしガラス転移温度が使用温度より高ければ、舗装道路をグリップするのに必要な柔軟性が得られない。
他のポリマーはガラス転移温度より低い温度で作動する。もしそのプラスチックハンドルのガラス転移温度が使用温度より低ければ、柔軟性がなさすぎる。
さまざまな熱分析法によるガラス転移温度の測定
示差走査熱量測定（DSC）
（ASTM E1356など）による。
DSC測定では、ガラス転移は測定曲線のベースラインの段差によって観察することができる（図1）。これは、オンセット温度、中間点温度、変曲点温度、エンドセット温度によって特徴付けられる。ステップの高さはΔ比熱容量（cp）熱容量は材料固有の物理量であり、試験片に供給される熱量をその結果生じる温度上昇で割ることによって決定される。比熱容量は、試料の単位質量に関連している。cpに対応し、単位はJ/(g⋅K)である。評価手順はASTM E1356-08などに記載されている。DSCは固体、粉体、液体に使用できます。
ガラス転移温度とは？
材料のガラス転移温度（Tg）は、ガラス転移が起こる温度範囲を示す。ガラス転移温度は、その材料の結晶状態の融解温度（存在する場合）よりも常に低い。ガラス転移の温度範囲では、ポリマーは硬い状態からより柔軟でしなやかな状態に変化する。Tgは、ポリマー鎖の移動度が著しく増加する温度範囲で発生する。
ポリスチレン（PS）やポリメタクリル酸メチル（PMMA）のような熱可塑性プラスチックは通常、ガラス転移温度以下、つまりガラス状態で使用される。
ポリイソプレンやブタジエンゴム（BR）のようなエラストマーはTg以上で使用され、柔らかくしなやかな状態になる。
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ソルビトールのガラス転移温度に及ぼす水分の影響の検討
ソルビトールは砂糖の代用品として多くの菓子、ダイエット製品、医薬品に使用されている。ソルビトール中の10％の水の割合は、無水ソルビトールに対して約24K（中間温度）のガラス転移温度の低下をもたらす。どちらのサンプルも、溶融状態からの急冷（これは表示された加熱ステップの前に行われた）後も完全に非晶質のままである。
測定は、窒素雰囲気中、10K/分の加熱速度で行った。アルミニウム製の密閉試料鍋は、穴のあいた蓋で閉じた。試料質量は約12mg±1mgであった。
動的機械分析（DMA）
（ASTM1640など）による。
DMA法（例えば、ASTM E1640-09）は、ガラス転移温度（例えば、1640-94）を決定するための非常に感度の高い技術である。DMA法は、示差走査熱量測定（DSC）（ISO 11357-2）に代わるガラス転移温度の測定法です。DMA測定では、貯蔵弾性率E'のシグモイド変化の外挿開始点、損失弾性率E''のピーク、tanδのピークでTgを観察することができる。
DMAは、非強化および充填ポリマー、発泡体、ゴム、接着剤、繊維強化プラスチック/複合材料に使用できます。動的力学解析のさまざまなモード（例えば曲げ、圧縮、引張り）を、原料の形状に応じて適用することができます。
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ゴムのガラス転移
動的機械分析（DMA）は、試料の温度に依存する粘弾性特性（剛性率E'および損失弾性率E''、振動エネルギーの測定値）を記録し、試料に振動力を加えることによって弾性率および減衰値（tanδ）を決定します。
水素化アクリロニトリルブタジエンゴム（HNBR）のガラス転移温度（Tg）は、動的機械分析（DMA）を用いて引張モードで測定した。測定は、-90℃から40℃の温度範囲で、加熱速度2K/分、周波数1Hz、振幅±20μmで行った。貯蔵弾性率E'の外挿オンセット、損失弾性率E''のピーク、およびtanδ曲線のピークはすべて、このゴム材料のガラス転移温度Tgに対応している（それぞれの評価規則を適用）。
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熱膨張測定によるガラス転移の決定
ヘリウム雰囲気中、3K/分の加熱速度で-120℃～20℃の天然ゴム材料のDIL測定。試料長は2mm。外挿されたオンセット温度-62℃はガラス転移温度（Tg）に相当する。ゴムのような非晶質材料では、これは可逆的な転移である。材料は、硬くて比較的脆い状態から、軟らかい、あるいはゴムのような状態に変化する。