热分析技术在高分子材料

1.主要热分析仪器及流变仪DSC差示扫描量热仪调制DSC（MDSC），T0DSC技术；TGA热重分析仪红外高速加热TGA，高分辨TGA；DMA动态力学分析仪流变仪---美国TA公司，英国马尔文公司。2.差示扫描量热仪（DSC）测定有关样品中与物理和化学过程相关的温度、热流变化与时间及温度的关系。DSC与DTA2.差示扫描量热仪（DSC）DSC仪器品质好坏的评判：基线是否平稳：•重复性：基线波动范围；•准确性：范围大小金属铟的响应值：铟的响应值=峰高/半峰宽响应值大，灵敏度高。仪器的灵敏度越高，越容易将两个相互靠近的峰明显区分开。2.差示扫描量热仪（DSC）铟的响应值——仪器的灵敏度2.1由DSC曲线提供的信息2.1由DSC曲线提供的信息玻璃化转变与化学反应2.1由DSC曲线提供的信息区分热力学过程和动力学过程：热力学过程与加热速度无关，动力学过程具有加热速度依赖性。结晶物质的熔融过程是热力学过程，结晶物质的熔点与加热速率无关——加热速率不影响物质的熔点。化合物的分解是动力学过程，分解温度随着加热速率的变化而变化。怎样区分一个吸热峰是分解还是熔融造成的？2.1由DSC曲线提供的信息判断下图中给出的过程是熔融还是分解？2.1由DSC曲线提供的信息操作（实验）对DSC曲线的影响：坩埚选择？热处理是否恰当？结晶或者热固性材料发生预固化时会掩盖材料玻璃化温度，遇到这种情况时，怎样设计恰当的实验方案？2.2操作对DSC信息的影响坩埚的选择对结果的影响2.2操作对DSC信息的影响消除热历史改变结晶度2.2操作对DSC信息的影响消除热历史改变固化程度2.2操作对DSC信息的影响消除热历史导致材料结构的改变2.3调制DSC（MDSC）DSC的热流2.3调制DSC（MDSC）MDSC的热流2.3调制DSC（MDSC）MDSC增加随时间发生函数变化的热流，MDSC得到与可逆热流相关的信息，不包含与非可逆热流相关的信息。MDSC方便区分热力学过程和非热力学过程。2.3MDSC的应用从残余固化中分离玻璃化转变2.3MDSC的应用从残余固化中分离玻璃化转变2.3MDSC的应用区分玻璃化转变与熔融3.热重分析仪（TGA）测定样品重量与温度、时间的关系。3.热重分析仪（TGA）TGACurveofCalciumoxalate3.热重分析仪（TGA）实验条件的选择——气体切换3.热重分析仪（TGA）高分子材料的热稳定性3.热重分析仪（TGA）高分子成分分析（EVACopolymer）3.热重分析仪（TGA）PET/Carbonblackfiller——转换气氛4.动态力学分析（DMA）DMA的测试模式4.1DMA提供的信息评估材料的粘弹性及力学特性；模量、粘度；初级、次级转变温度；交联速率及交联度；阻尼特性；应力松弛等。4.2材料的粘弹性为刚性固体与牛顿流体4.2材料的粘弹性为高分子材料的粘弹性为4.3DMA在聚合物研究中的应用工程应用选材的依据与交联网络判断：工程材料——弹性模量E’；减震材料——储能模量E’’；热固性交联体的损耗峰tanδ窄，高：交联网络均匀；宽，矮：交联网络不均匀。4.3DMA在聚合物研究中的应用工程材料：比较储能模量与热变形温度4.3DMA在聚合物研究中的应用压敏胶4.3DMA在聚合物研究中的应用橡胶轮胎：橡胶的阻尼性能比较4.3DMA在聚合物研究中的应用耐湿滑性及滚动摩擦数值越大，耐湿滑性越好，安全！数值越小，摩擦力越小，节能4.3DMA在聚合物研究中的应用测定结晶聚合物的Tg，比较结晶度5.流变学流变学研究的内容5.流变行为的特征牛顿流体与粘弹性流体5.流变行为的特征弹性和粘性行为（聚对二甲基硅氧烷或生橡胶）5.流变行为的特征线性和非线性行为5.流变学在聚合物研究中的应用5.流变学在聚合物研究中的应用微结构的稳定性5.流变学在聚合物研究中的应用确定聚合物的交联点5.流变学在聚合物研究中的应用检测固化过程中的最低粘度及固化点5.流变学在聚合物研究中的应用零切粘度5.流变学在聚合物研究中的应用不同分子量测定方法的比较5.流变学在聚合物研究中的应用分子量分布与零切粘度的关系5.流变学在聚合物研究中的应用支化对流变性能的影响5.流变学在聚合物研究中的应用交叉点与分子量及其分布的关系6.小结热分析仪器各有特点，需根据研究目的恰当选择合适的仪器，并设计合理的实验方案；重视实验方法(或方案)对测试结果的影响；测定聚合物玻璃化转变温度的仪器灵敏度大小次序分别为：DMATMADSC；流变仪在测定分子量及其分布时，具有更高的灵敏度和更快的定向比较速度。