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如何檢測材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度?

來源:上海和晟儀器科技有限公司   2025年03月06日 14:06  

玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)是高分子材料從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)的溫度,對材料性能影響顯著。準確檢測 Tg 有助于深入了解材料特性,以下介紹幾種常見檢測方法。

玻璃化.jpg

玻璃化轉(zhuǎn)變溫度


差示掃描量熱法(DSC)應(yīng)用廣泛。該方法基于樣品與參比物在相同加熱速率下,因熱效應(yīng)不同產(chǎn)生的能量差。當(dāng)材料發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變,比熱容變化使 DSC 曲線出現(xiàn)基線偏移,由此確定 Tg。操作時,將樣品和參比物置于 DSC 儀器,以一定速率升溫,記錄熱流變化,通過分析曲線得到 Tg,DSC 測量精度高、重復(fù)性好。

差示掃描量熱儀新圖.jpg

上海和晟 HS-DSC-101 差示掃描量熱儀

動態(tài)力學(xué)分析(DMA)通過測量材料在交變應(yīng)力下的力學(xué)響應(yīng)檢測 Tg。玻璃態(tài)時,材料模量高、損耗因子小;隨溫度升高接近 Tg,鏈段開始運動,模量下降、損耗因子增大。DMA 測試中,對樣品施加正弦交變應(yīng)力,測量應(yīng)變響應(yīng),繪制模量和損耗因子隨溫度變化曲線,損耗因子峰值對應(yīng)的溫度即為 Tg。DMA 能直觀反映材料力學(xué)性能變化,對研究材料加工和使用性能有重要意義。

熱機械分析(TMA)則通過測量樣品在受熱過程中的尺寸變化檢測 Tg。玻璃態(tài)下,材料尺寸隨溫度變化小;玻璃化轉(zhuǎn)變時,鏈段活動加劇,尺寸變化率增大。TMA 實驗將樣品置于儀器,施加恒定負荷并升溫,記錄樣品長度或體積變化,曲線斜率突變處對應(yīng) Tg。TMA 設(shè)備簡單、操作方便,可用于研究材料熱膨脹行為。


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