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과학

유리 전이

유리 전이과학
영문명
Glass transition
대표 온도 기호
Tg
관련 구조
비정질 영역
주요 관찰량
열용량과 기계적 성질의 변화
유리 전이는 비정질 재료의 분자 운동이 관찰 시간 안에서 달라지면서 단단한 유리상과 더 유연한 상태 사이의 성질 변화가 나타나는 현상이다. 대표 온도를 Tg로 나타내지만, 실제 측정에서는 일정한 온도 구간에 걸친 변화로 관찰한다.

녹는 현상과 구별한다

유리 전이를 결정이 액체로 녹는 현상과 같은 뜻으로 사용하지 않는다. 반결정성 고분자는 비정질 부분과 결정 부분을 함께 가지므로 두 부분에서 서로 다른 열적 변화가 나타날 수 있다. 유리 전이가 검출됐다는 사실만으로 시료 전체가 액체가 됐다고 판단하지 않는다.

온도 하나를 보고할 때

넓게 나타나는 변화를 숫자 하나로 비교하려면 판정 기준을 정해야 한다. 변화가 시작되는 지점과 중간 지점은 같은 값이 아닐 수 있다. 두 시험 성적서의 Tg가 다를 때는 재료 차이를 단정하기 전에 측정 방법과 판정 지점부터 확인한다.

측정 신호마다 모습이 다르다

시차 주사 열량법에서는 열용량 변화에 따른 기준선의 단차를 살핀다. 동적 기계 분석에서는 탄성률 변화와 손실 신호를 이용하고, 열기계 분석에서는 길이 변화 곡선의 기울기 변화를 조사한다. 서로 다른 물리량을 보고 있으므로 각 방법에서 정한 대표 온도가 반드시 일치하지는 않는다.

사용 조건과 함께 해석한다

Tg는 재료를 고르는 단서이지만 모든 사용 한계를 대신하는 숫자는 아니다. 예를 들어 같은 시료를 더 빠르게 가열한 시험과 천천히 가열한 시험을 비교한다면 가열 속도를 함께 기록해야 한다. 필요한 유연성과 형태 유지 성능을 판단할 때도 실제 사용 온도와 시험 조건을 연결해 살펴야 한다.

관련 문서

시차 주사 열량법 / 동적 기계 분석 / 열기계 분석 / 고분자 / 열용량 / 온도 / 결정 / 상전이