分析ノウハウ

ガラス転移温度Tgと融点Tmで高分子を見分ける：値が変わる理由と検索ツールの使い方

更新日：2026年9月27日

高分子のガラス転移を示す段差と融解を示すピークを並べたDSC模式図 — 二つの温度と曲線の形から候補を絞り、配合や熱履歴の影響を確かめる。イメージイラスト

未知の樹脂を調べるとき、ガラス転移温度（Tg）と融点（Tm）は有力な手掛かりです。測定した温度を候補材料の参考値と比べれば、あり得る高分子を絞れます。ただし、二つの温度が一致しても、それだけで材料名は確定しません。配合、劣化、架橋、結晶化、熱履歴、測定条件が値と曲線の形を変えるためです。

本サイトの高分子のTg・Tm検索ツールは、名称・温度から候補を探し、ポリマー種ごとに値を比較できます。この記事では、示差走査熱量測定（DSC）の曲線をどう読み、ツールの候補をどう確かめるかを図と表で整理します。

TgとTmは別の変化を見ている

非晶部分のガラス転移と結晶部分の融解を、高分子鎖の模式図で比較 — Tgは非晶部分の分子運動の変化、Tmは結晶部分の融解に対応します。

項目	Tg：ガラス転移温度	Tm：融点・融解温度
起きること	非晶部分の分子鎖が動きやすくなる	結晶部分の秩序が崩れて融ける
DSCでの主な形	熱容量に伴うベースラインの段差	吸熱ピーク（または広い融解域）
明瞭に現れやすい材料	非晶部分を持つ材料	結晶部分を持つ熱可塑性材料
値を見るとき	オンセット・中点などの定義をそろえる	ピーク温度・オンセットなどの定義をそろえる

半結晶性の材料には非晶部分と結晶部分があるため、TgとTmの両方が見えることがあります。非晶性材料では明瞭なTmがないことがあります。十分に架橋した熱硬化性樹脂は、Tgを示しても、熱可塑性樹脂のような融解を示さず、高温で分解することがあります。「Tmが検索結果にない」ことも、値が未登録・検出困難・融解が定義できないなど複数の理由があります。ISO 11357-2：Tgの測定、ISO 11357-3：融解・結晶化の測定

DSC曲線では段差とピークを分けて読む

DSCの模式曲線。ガラス転移の段差、冷結晶化の発熱、融解の吸熱を順に示す — 吸熱を上向きにした模式図です。装置の表示方向や材料により形は変わります。

Tgは一点の鋭いピークではなく、通常は温度幅をもつ段差です。物理的なエージングによる吸熱オーバーシュートが重なるとピーク状に見えることもあります。融解ピークの前に発熱が現れたら、昇温中の冷結晶化も疑います。すべてを融解ピークとして拾うと、Tmを誤読します。

同じ曲線でも、Tgのオンセットと中点、Tmのオンセットとピークトップは異なる値です。検索するときは、文献値やツールの「定義」欄に何が採用されたかを確認します。昇温速度、試料量、雰囲気、温度校正、初回昇温か二回目かも一緒に記録します。ISO 11357-1：DSCの一般原則、ASTM D3418：転移温度と融解・結晶化エンタルピー

Tg・Tmが同じ材料でも変わる理由

可塑剤、劣化、架橋、熱履歴がTgやTmの見かけの値を変える概念図 — 矢印は典型的な方向または影響です。材料・配合・測定条件で異なります。

要因	Tgへの影響の例	Tm・曲線への影響の例	確認したいこと
可塑剤・吸湿	分子鎖が動きやすくなり、Tgが低くなることが多い	結晶化や融解ピークの位置・形も変わり得る	添加剤、乾燥前後、含水量
劣化	鎖切断なら低下、酸化・架橋が進めば上昇など、一方向に決まらない	結晶性やピークが変化し得る	使用履歴、変色、酸化・分子量の変化
架橋密度・硬化度	鎖の動きが制限され、同じ系では上がる傾向。ただし配合にも依存	十分な架橋網は通常の意味で融けない	未硬化成分、後硬化の発熱、硬化条件
熱履歴・結晶化度	物理エージングや冷却条件で段差・オーバーシュートが変わる	結晶の厚さ・量、冷結晶化、二重ピークが変わり得る	初回昇温と制御冷却後の再昇温
共重合・分子量・グレード	組成や鎖長で変化し得る	結晶化のしやすさと融解域が変わり得る	対象銘柄と参考値の適用範囲

たとえば可塑剤は一般にTgを下げますが、添加剤の種類、量、相溶性で効き方が変わります。硬化反応で架橋が増えるとTgが上がる系もありますが、Tgだけから架橋密度を数値に換算することはできません。劣化も鎖切断と酸化架橋が競合するため、「古い材料は必ずTgが下がる」とは言えません。可塑剤の実測例（ACS）、架橋密度と熱特性（NIST）

初回昇温と二回目を比べる

初回昇温と制御冷却後の二回目のDSC曲線を比較する模式図 — 初回には成形・保管履歴が反映されます。再昇温で差が消えても材料が同定できたわけではありません。

初回昇温は、成形・保管・使用中に受けた熱履歴を含みます。いったん適切に溶融・冷却して二回目を測ると、履歴の一部をそろえて比較できます。ただし、加熱で分解・追加硬化・揮発が起これば試料そのものが変わるため、二回目を「元の材料の真値」とは扱えません。初回と二回目の差は、むしろなぜ値が違うかを考える情報です。ASTM：熱履歴とTgの曲線解析

温度から候補を絞る手順

測定値、検索候補、出典・条件確認、別法での照合という4段階の流れ — 検索結果は候補です。材料同定の確率や確定判定ではありません。

DSC曲線からTgの定義（例：中点）と、Tmがあればピーク温度・融解域を記録します。初回・二回目、昇温速度も残します。
高分子のTg・Tm検索ツールの「温度から探す」にTg・Tmを入力します。測定が一点なら片側の欄だけで入力でき、両欄を使えば範囲を指定できます。
測定と参考値のばらつきを見込む場合は、許容差を設定します。ただし、許容差を広げるほど候補も増えるため、最初から大きくしすぎないようにします。
候補ごとの「参考データ」「メーカー資料と照合済み」、対象グレード、温度の定義、出典メモを確認します。Tgだけ一致しTmが未記録の候補も、表示内容を見て判断します。
必要なら「ポリマー種ごとの比較」で系統内の値を見比べ、FTIR、ラマン、密度、元素組成、熱重量測定（TGA）など独立した情報で候補を絞ります。TGAの分解温度はこのツールの検索値には含まれません。

測定結果の例	候補の考え方	次の確認
Tgのみ、融解ピークなし	非晶性樹脂や架橋材料を含む候補を残す	別法で化学構造・架橋の有無を調べる
TgとTmの両方が見える	半結晶性材料の候補を優先して比べる	冷結晶化・二重ピーク・グレード差を見る
参考値とTgがずれる	配合、水分、劣化、測定定義を先に照合する	乾燥前後、初回・二回目、出典条件を比較
広い融解域・複数ピーク	ブレンドや結晶形態の違いも考える	曲線全体と別法の結果を合わせる

候補が一致しても「同定」と言い切らない

本ツールには129種類の高分子が掲載されています。「参考データ」には詳細な書誌情報、対象銘柄、測定条件が未登録の値もあります。「メーカー資料と照合済み」の値も、照合先の銘柄や温度定義が実試料と同じとは限りません。検索結果は確率ではなく、温度が近い候補の一覧です。PAやポリエステルのようにグレード・組成が多様な材料では、同じ略称でも範囲が広がり得ます。

結論： Tgは非晶部分、Tmは結晶部分をみる別々の指標です。両者とDSC曲線の形で候補を絞り、配合・熱履歴・測定定義を確認したうえで、化学構造を見られる別法と照合します。