Lasisiirtymä

Lasisiirtymä on muutos, jossa amorfinen aine muuttuu kovasta ja hauraasta (lasimaisesta) aineesta kumimaiseksi tai nahkamaiseksi aineeksi. Lasisiirtymä tunnetaan etenkin laseilla ja polymeereillä. Lasisiirtymälle ei voida sanoa tarkkaa lämpötilaa, vaan lämpötila-alue, eli lasisiirtymälämpötila Tg.
Aineen viskositeetin lisäksi mm. lämpölaajenemiskerroin ja ominaislämpökapasiteetti muuttuvat lasisiirtymässä.

Polymeereillä lasisiirtymän vaikutuksen voi huomata reologisella mittauksella, jossa vedetään materiaalia kasvavalla voimalla vastakkaisiin suuntiin. Lasimaisessa tilassa oleva materiaali ei juurikaan veny, vaan riittävän kovalla jännityksellä se katkeaa, kun taas kumimaisessa tai nahkamaisessa tilassa oleva materiaali ensin selvästi venyy, kunnes sekin riittävän kovalla jännityksellä katkeaa.

Lasisiirtymälämpötilaan vaikuttaa useita polymeerimateriaalin rakenteellisia ja koostumuksellisia ominaisuuksia, joita voidaan käyttää hyödyksi polymeerimateriaalin valmistuksessa ja muokkauksessa käyttökohteeseen sopivaksi. Lasisiirtymälämpötilaa nostavat muun muassa polymeeriketjuissa olevat jäykät sidokset, isot sivuryhmät sekä sitoutuminen heikoilla vuorovaikutuksilla (esim. vetysitoutumisella) toisiin polymeeriketjuihin. Lasisiirtymälämpötilaa nostaa myös kaikenlainen polymeeriketjujen haaroittaminen ja verkkouttaminen. Lasisiirtymälämpötilaa voidaan puolestaan laskea pehmittimien avulla. Lisäksi myös polymeerien moolimassalla ja moolimassajakaumalla on vaikutusta lasisiirtymälämpötilaan: mitä suurempi moolimassa ja moolimassajakauma, sitä suurempi on myös lasisiirtymälämpötila.

Polymeerit