双语化学辞典Chem Lexicon
本科Undergraduate 聚合反应与高分子物理 Polymerisation & polymer physics

福克斯方程(共混物玻璃化温度)Fox equation for blend Tg

\[\frac{1}{T_g} = \frac{w_1}{T_{g,1}} + \frac{w_2}{T_{g,2}}\]
福克斯–弗洛里方程(分子量依赖)Fox–Flory equation (molar-mass dependence)
\[T_g = T_{g,\infty} - \frac{K}{\bar M_n}\]

含义Meaning

相容的共混物或无规共聚物只有一个玻璃化温度,可由各组分的 Tg 和质量分数估算。增塑剂降低 Tg 也服从此式。

A miscible blend or random copolymer has a single Tg, estimated from component Tg values and mass fractions; plasticisation follows the same rule.

符号说明Symbols

符号Symbol含义 Meaning单位 Unit
\(T_g\)玻璃化转变温度glass-transition temperatureK
\(w_i\)质量分数mass fraction1
\(K\)常数constantK·g·mol⁻¹

推导Derivation

  1. 从自由体积理论或组分热容的加和性出发,作一阶近似可得倒数加和形式。

    From free-volume or heat-capacity additivity arguments, to first order.

  2. 链端带来额外自由体积:每条链两端,链端浓度 ∝ 1/M_n,所以 Tg 随 1/M_n 线性下降(福克斯–弗洛里)。

    Chain ends add free volume ∝ 1/M_n, lowering Tg linearly in 1/M_n.

适用条件与局限Assumptions & limitations

  • 经验式;强相互作用(氢键)体系用戈登–泰勒或 Kwei 方程;不相容共混物有两个 Tg。

    Empirical; strongly interacting blends need Gordon–Taylor or Kwei; immiscible blends show two Tgs.

  • 温度必须用开尔文。

    Use kelvin.

例题Worked example

PS(373 K)与 PPO(483 K)1:1 共混:T_g = 1/(0.5/373 + 0.5/483) = 421 K。

PS (373 K) + PPO (483 K) 1:1: T_g ≈ 421 K.