聚合物科學(xué)認(rèn)為,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度表示聚合物鏈的結(jié)合力(包括振動(dòng)力、平動(dòng)力和轉(zhuǎn)動(dòng)力)等于吸引力(即色散力、極性相互作用以及特定的相互作用)時(shí)的溫度。在該溫度下,聚合物鏈被固定在一個(gè)無規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)之中,其運(yùn)動(dòng)限于振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)以及聚合物鏈小單元的短距離平動(dòng)。當(dāng)溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí),食品體系處于橡膠態(tài),其中的大分子(如整個(gè)聚合鏈)可以平動(dòng),從而引發(fā)如結(jié)晶過程所需的擴(kuò)散,而在玻璃態(tài)時(shí)結(jié)晶過程的擴(kuò)散速率卻是可以忽略的。
從宏觀上講,玻璃態(tài)與橡膠態(tài)也存在著顯著的差別:
①玻璃態(tài)的黏度大約為104Pa·s,而橡膠態(tài)的黏度僅為10Pa·s,這是由兩種狀態(tài)下聚合物鏈運(yùn)動(dòng)的差別引起的:
②玻璃態(tài)的自由體積率為0.02一0.113,橡膠態(tài)的自由體積卻由于熱膨脹系數(shù)的增大而顯著增大。自由體積的增大將使較大的分子也能發(fā)生移動(dòng),分子的擴(kuò)散率隨之增大。所以,在玻璃態(tài)中,一些受擴(kuò)散控制的反應(yīng)速率是十分緩慢的,甚至不會(huì)發(fā)生:而在橡膠態(tài)中,這些反應(yīng)的速率卻相當(dāng)快。