玻璃化溫度和脆性溫度是聚合物（包括橡膠）在低溫下，力學(xué)性能發(fā)生形態(tài)突變時(shí)的對應溫度。這種力學(xué)行為可以外力作用下的形變來(lái)表征。假定以固定負荷來(lái)測定其溫度突變時(shí)橡膠的形變量，則隨著(zhù)溫度由低到高，可分成A,B,C,D,E五個(gè)分區，如圖所示

圖1，溫度變化時(shí)橡膠形變量的變化

A- 玻璃態(tài)B過(guò)渡區C高彈態(tài)D過(guò)渡區E粘液態(tài)；Tb-脆性溫度Tg-玻璃化溫度Tf-粘流溫度

圖1中，A區的溫度在玻璃化溫度Tg和脆性溫度Tb之間，在此區間，橡膠處于玻璃態(tài)，僅一小部分鏈段，側基、支鏈和較小鏈節能作內旋轉，就是說(shuō)，橡膠分子只能在原位振動(dòng)，且形變量極為有限。C區的溫度在Tb和Tf（粘流溫度）之間。在此區間，橡膠處于高彈態(tài)，當受外力作用時(shí)，形變量較大。當被拉伸時(shí)，分子鏈由卷曲狀變?yōu)樯熘?，而外力去除后，分子鏈又恢復到卷曲狀。這種形變被稱(chēng)為高彈性形變或彈性形變。此時(shí)的橡膠柔軟而富有彈性。當外界溫度升高到Tf（粘流溫度）后，橡膠進(jìn)入了E區，其狀態(tài)由高彈態(tài)轉入粘流態(tài)（高粘度流體狀態(tài)）。此時(shí)，當橡膠受外力作用時(shí)，整個(gè)分子鏈和局部鏈段都作運動(dòng)，形變非常容易而強烈，形變量大而且不可逆，這種形變稱(chēng)為塑性形變。

圖中的B和D是兩個(gè)狹窄的過(guò)渡區，其中B區是A區向C區轉移的過(guò)度區；而D區是C和E之間的過(guò)渡區。因此，玻璃化溫度在Tg表征橡膠達到玻璃態(tài)時(shí)的特定溫度。而在Tg-Tb的A區內，橡膠雖處于玻璃態(tài)但其玻璃特征是不完整、不*的，因為在外力作用下，它還是有微量的形變產(chǎn)生。所以不能把玻璃態(tài)和玻璃化溫度混為一談。正確的概念應該是，Tg是橡膠*喪失彈性時(shí)的特定起始溫度；而玻璃態(tài)則是橡膠在低溫下，接近于玻璃狀態(tài)但仍保留微量彈性的狀態(tài)。

A區另一端所對應的溫度點(diǎn)是脆性溫度Tb，其物理意義是橡膠在外來(lái)沖擊力下出現斷裂時(shí)的溫度。換言之，外界溫度高于此點(diǎn)，外力沖擊就不在使它斷裂。用脆性溫度來(lái)衡量橡膠的低溫性能更具有實(shí)用意義，因為溫度高于此點(diǎn)，橡膠就進(jìn)入高彈態(tài)，而玻璃化溫度是橡膠保留彈性的低溫度極限，低于此，則彈性就*消失了。所以，對于耐寒橡膠來(lái)說(shuō)，總是把脆性溫度Tb，而不是把玻璃化溫度Tg作為考核指標。

通常，橡膠的低溫性能主要取決于橡膠的分子結構。因為主鏈結構，側基、極性等發(fā)生變化時(shí)，Tg、Tb也隨之變化。凡是主鏈柔軟、側基少且不帶極性基因的橡膠Tg，Tb均為偏低，如天然橡膠、順丁橡膠就是典型代表。一般而言，各膠種的Tb比Tg高出15-20℃。當然，也有個(gè)別例外，如順丁橡膠的Tb比Tg高出50℃，原因是其主鏈結構的兩側所連接的全是氫原子而非基團，因此柔順度特別高，故Tg特別低，出現反常情況，各膠種的Tg和Tb詳見(jiàn)表1

除了膠種以外，配合增塑劑也有助于降低玻璃化溫度和脆性溫度。因為它們都能提高分子鏈的柔軟性，增進(jìn)流動(dòng)性。

差示掃描量熱儀（DSC）將與材料轉變相關(guān)聯(lián)的溫度和熱流作為時(shí)間和溫度的函數進(jìn)行確定。該儀器還提供物理轉變（由相變化、熔化、氧化以及其他與熱相關(guān)的變化引起）期間材料吸熱（熱量吸收）和放熱（熱量散發(fā)）過(guò)程的定量與定性數據。

差示掃描量熱儀可檢測的材料性質(zhì)：