TMA在科研中的应用（二）

利用热机械分析仪，可以研究材料的如下特性：线膨胀与收缩、玻璃化温度、致密化和烧结过程、热处理工艺优化、软化点检测、相转变过程、反应动力学研究等^[1,2]。

1.玻璃化转变温（Tg）

玻璃化转变温度，是指聚合物由玻璃态转变为高弹态所对应的温度，常用符号“Tg”表示。聚合物在发生玻璃化转变前后膨胀系数(α)会发生明显的突变，在玻璃化转变处材料形变也会发生转折。TMA曲线在玻璃化转变前后表现为一条弧线，该弧线前后切线的交点对应的温度，则被定义为Tg。相对于比热变化，尺寸变化的效应要灵敏的多，故TMA测定的Tg比DSC测定的灵敏度要高^[3]。

图1. TMA测量的Tg

2.线膨胀与收缩

下图是测试的膨胀曲线。图中上部的曲线显示样品在玻璃化转变之前有很缓慢的膨胀。随后继续升温，膨胀速率明显加快，这是因为在样品在经历玻璃化转变后分子链的运动能力得到济大提升。之后冷结晶和重结晶发生，使样品发生收缩。高于150˚C时样品开始膨胀直至熔融。熔融导致样品粘度降低和尺寸减小^[4,5]。

图2. 膨胀模式测量的PET的TMA曲线

TMA作为热分析家族的一员，不能仅仅在科研发展，甚至是制造业发展的道路上，都发挥着越来越重要的作用。那么TMA有哪些特点以及对制样的要求有哪些呢，本期由于版面问题，我们在下一期进行详细介绍。

参考文献

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[3] 静态热机械分析仪校准方法研究[J]. 张静,罗健明. 计量技术. 2019(07).

[4] 塑料热变形温度测试影响因素研究[J]. 李贵阳,庞承焕,吴博. 合成材料老化与应用. 2010(01).

[5] 热变形温度测定影响因素的探讨[J]. 张国强,邱伟. 化工管理. 2014(02).

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