【摘要】 玻璃化转变对聚合物材料的性能,尤其是机械性能影响最大。
在上一期,我们介绍了DMA的原理等只是,本期我们对它的主要应用(Tg)以及样品要求进行详细介绍。
1.应用
玻璃态转变指的是高聚物在玻璃态和高弹态之间的转变。玻璃化转变对聚合物材料的性能,尤其是机械性能影响最大。发生玻璃化转变的温度我们称之为玻璃化温度,是高聚物重要的特征温度。
图1. 高聚物在不同温度下的状态
在玻璃化转变区域,我们发现储能模量首先发生下降,而后出现相对稳定的平台,同时损耗模量和损耗因子也产生明显的峰值。有三种玻璃化转变温度会出现在动态热机械分析谱图中,这三个温度呈现增高的趋势,分别是储能模量曲线的ONSET温度、损耗模量和损耗因子的峰值温度。
在ISO标准中,建议以损耗模量的峰值温度作为玻璃化转变温度。 习惯上,在表征结构材料的最高使用温度时,选择储能模量曲线的ONSET温度,这样能够保证聚合物材料的结构在使用温度范围内,其模量不会发生明显变化,进而保证尺寸与形状的稳定性;对于阻尼材料,它的玻璃化转变温度常以损耗因子的峰值温度表示。
2.样品要求
每个样品最好寄三份一样的;粉末样品、脆性和超软样品不能进行测试;如果您的样品比较特殊,或者有一些问题需要咨询,可以登录科学指南针官网,那上面有我们工作人员的联系方式,您可以咨询后再下单。
DMA的操作简单、样品用量少,且能在较为广范的温度和频率范围内进行测试,并在较短的时间内得到材料的刚度与阻尼随温度、频率和时间变化之间的关系。这些信息对评价材料的加工和使用的条件有着重要的指导意义。
主要参考文献
[1] 樊慧娟、王晶、张惠.《动态热机械分析在高分子聚合物及复合材料中的应用》, 《化学与黏合》, 2017-03-15.
[2] 陈云,王旭升,李艳霞,姚熹.动态热机械分析仪(DMA)在铁电压电材料研究中的应用[J].无机材料学报,2020,35(08):857-866.
[3] 高聚物与复合材料的动态力学热分析[M]. 化学工业出版社, 过梅丽编著, 2002.
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