测试方法对聚合物玻璃化温度的影响
peo玻璃化转变温度
peo玻璃化转变温度
PET的玻璃化转变温度是指PET在高温条件下由非晶态转化为玻璃态的温度,这种转变对材料的使用性能和使用范围有着重要影响。
测试方法包括膨胀计法、折光率法、热机械法(温度-变形法)、DTA法(DSC)、动态力学性能分析(DMA)法和核磁共振法(NMR)。
其中,DSC差示扫描量热仪是一种重要的大型仪器,被广泛用于高分子材料的玻璃化转变温度测定。
例如,上海和晟仪器提供的
HS-DSC-101A玻璃化转变温度测试仪就可以测量和控制玻璃化转变温度。
同时,南京大展是一家生产差示扫描量热仪的厂家,他们的
DZ-DSC300差示扫描量热仪具有高灵敏度、一体化设计、准确度高、保温性高、操作便捷等优点,非常适合用于PET玻璃化转变温度的测试。
通过对PET玻璃化转变温度的精确测量和控制,可以有效地提高聚合物材料的质量和性能,从而满足不同的应用需求。
例如,在汽车制造业中,就可以有效管理塑料制品的使用性能和使用范围。
固化因素对聚合物玻璃化转变温度的影响
量热 ) 法进行表征 ( 升温 速 率 为 2 0 K / m i n , N 气氛 ,
作者简介 : 胡红梅( 1 9 7 5 一) , 女, 硕士 , 工程 师 , 主要 从 事 胶 粘 剂 分 析 测 试 等 方 面 的 研 究 。E — m a i l : h mh u 1 9 9 5 @1 6 3 . c o m
变 温度 称 为 ( 玻璃 化转 变 温度 ) 。当 聚合物 处 于 时, 其 分 子链 段 开 始运 动 , 表 现 出 高 弹性 特 征 , 此 时
D S C1型差 示 扫 描 量 热 仪 ,梅 特 勒 一 托 利 多公 司; C Z 一 6 0 2 A型 烘箱 , 东 莞 众志 检 测仪 器有 限 公 司 ;
O — I 1 1 1
,
言
上海康达Байду номын сангаас工新材料股份有限公司
。
根 据 高 分子 材 料链 段 运 动 方 式 的不 同 , 大 多 数 非 晶态 聚合 物常处 于 3种 力学 形态 ( 如 玻璃 态 、 高弹
1 。 2 试 验 仪 器
态 和 黏 流态 等 ) 之 一 。通 常 将玻 璃 态 至 高 弹态 的转
( 玻璃 化转变 温度 ) , 并探讨 了 E P胶 粘 剂 样 品 固 化 过 程 中 的 升 温 速 率 、 固化 时 间 、 固 化 温 度 及 固 化 热 机
械 史 等 对 其 的 影 响 。 结 果 表 明 : 为使 E P胶 粘 剂 样 品 固 化 更 完 全 , 应 尽可 能选择 低升 温速率 固化样 品 ;
如何测定玻璃化转变温度Tg
如何测定玻璃化转变温度Tg2008-04-06 10:531.膨胀计法在膨胀计内装入适量的受测聚合物,通过抽真空的方法在负压下将对受测聚合物没有溶解作用的惰性液体充入膨胀计内,然后在油浴中以一定的升温速率对膨胀计加热,记录惰性液体柱高度随温度的变化。
由于高分子聚合物在玻璃化温度前后体积的突变,因此惰性液体柱高度-温度曲线上对应有折点。
折点对应的温度即为受测聚合物的玻璃化温度。
2.折光率法利用高分子聚合物在玻璃化转变温度前后折光率的变化,找出导致这种变化的玻璃化转变温度。
3.热机械法(温度-变形法)在加热炉或环境箱内对高分子聚合物的试样施加恒定载荷;记录不同温度下的温度-变形曲线。
类似于膨胀计法,找出曲线上的折点所对应的温度,即为:玻璃化转变温度。
4.DTA法(DSC)以玻璃化温度为界,高分子聚合物的物理性质随高分子链段运动自由度的变化而呈现显著的变化,其中,热容的变化使热分析方法成为测定高分子材料玻璃花温度的一种有效手段。
目前用于玻璃化温度测定的热分析方法主要为差热分析(DTA和差示扫描量热分析法(DSC)。
以DSC为例,当温度逐渐升高,通过高分子聚合物的玻璃化转变温度时,DSC曲线上的基线向吸热方向移动(见图)。
图中A点是开始偏离基线的点。
将转变前后的基线延长,两线之间的垂直距离为阶差ΔJ,在ΔJ/2 处可以找到C点,从C点作切线与前基线相交于B点,B点所对应的温度值即为玻璃化转变温度Tg。
5.动态力学性能分析(DMA)法高分子材料的动态性能分析(DMA)通过在受测高分子聚合物上施加正弦交变载荷获取聚合物材料的动态力学响应。
对于弹性材料(材料无粘弹性质),动态载荷与其引起的变形之间无相位差(ε=ζ0sin(ωt)/E)。
当材料具有粘弹性质时,材料的变形滞后于施加的载荷,载荷与变形之间出现相位差δ:ε=ζ0sin(ωt+δ)/E。
将含相位角的应力应变关系按三角函数关系展开,定义出对应与弹性性质的储能模量G’=Ecos(δ)和对应于粘弹性的损耗模量G”=Esin(δ) E因此称为绝对模量E=sqrt(G’2+G”2) 由于相位角差δ的存在,外部载荷在对粘弹性材料加载时出现能量的损耗。
聚合物的玻璃态
二、影响玻璃化温度的因素
Tg是表征聚合物性能的一个重要指标,从 是表征聚合物性能的一个重要指标, 分子运动的角度看,它是链段开始“冻结” 分子运动的角度看,它是链段开始“冻结”的 温度,因此凡是使链的柔性增加,使分子间作 温度,因此凡是使链的柔性增加, 用力降低的结构因素均导致T 下降;反之, 用力降低的结构因素均导致 g下降;反之,凡 是导致链段的活动能力下降的因素均使T 升高。 是导致链段的活动能力下降的因素均使 g升高。
(五) 增塑剂的影响 五
外增塑作用, 添加某些低分子使T 下降的现象称为外增塑作用 添加某些低分子使 g下降的现象称为外增塑作用, 所以低分子物称为增塑剂。 所以低分子物称为 增塑剂。一般增塑剂分子与高分子 增塑剂 具有较强的亲和力,会使链分子间作用减弱,因此T 具有较强的亲和力 , 会使链分子间作用减弱 , 因此 g 下降,同时流动温度 f 也会降低 , 因而加入增塑剂后 下降 , 同时流动温度T 也会降低, 可以降低成型温度,并可改善制品的耐寒性。 可以降低成型温度,并可改善制品的耐寒性。 例如: 纯聚氯乙烯的T 例如 纯聚氯乙烯的 g=78℃,室温下为硬塑性,可制成 ℃ 室温下为硬塑性, 板材,但加入 邻苯二甲酸二辛酯之后, 板材,但加入20-40%邻苯二甲酸二辛酯之后,Tg可降 邻苯二甲酸二辛酯之后 至-30℃,室温下呈高弹态。 ℃ 室温下呈高弹态。
3.利用力学性质变化的方法 利用力学性质变化的方法
在玻璃化转变时,聚合物的力学性质有很大的变化, 在玻璃化转变时,聚合物的力学性质有很大的变化, 动态力学测量方法有: 动态力学测量方法有: 自由振动(如扭摆法和扭辫法 自由振动 如扭摆法和扭辫法) 如扭摆法和扭辫法 强迫振动共\振法(如振簧法 强迫振动共\振法(如振簧法) 振法 如振簧法) 强迫振动非共振法(如 动态粘弹谱仪) 强迫振动非共振法 如Rheovibron动态粘弹谱仪 动态粘弹谱仪
华理--高分子物理课后习题答案--高分子科学教程(第二版)--韩哲文
高分子科学教程(第二版)—高分子物理部分第7章 聚合物的结构 P2371.试述聚合物的结构特点2.简述聚合物的结构层次答:高分子结构的内容可分为链结构与聚集态结构两个组成部分。
链结构又分为近程结构和远程结构。
近程结构包括构造与构型,构造是指链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、单体单元的排列顺序、支链的类型和长度等。
构型是指某一原子的取代基在空间的排列。
近程结构属于化学结构,又称一级结构。
远程结构包括分子的大小与形态、链的柔顺性及分子在各种环境中所采取的构象。
远程结构又称二级结构。
聚集态结构是指高分子材料整体的内部结构,包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构以及织态结构。
前四者是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆砌的,又称三级结构。
织态结构则属于更高级的结构。
3.写出聚异戊二稀的各种可能的构型和名称(只考虑头-尾键接方式)。
解:(1)1,2-聚合:全同立构1,2-聚异戊二稀;间同立构1,2-聚异戊二稀;无规立构1,2-聚异戊二稀。
(2)3,4-聚合:全同(间同,无规)立构-聚3,4-聚异戊二稀。
(3)1,4聚合:顺式(反式)1,4-聚异戊二稀。
注意:一般来说,顺式、反式聚合都是在特定的催化剂下进行的,当催化剂一定时,产物结构就一定,所以不存在无规的几何异构体。
4.已知聚乙烯试样的聚合度为4105⨯,C-C 键长为0.154nm ,键角为109.5︒,试求:(1)若把聚乙烯看作自由旋转链时的聚乙烯试样的均方末端距;(2)若聚乙烯的末端距符合高斯分布时聚乙烯试样的平均末端距和最可几末端距。
解:54101052=⨯⨯=n ;nm l 154.0=; 5.109=θ(1)22522222.4743)154.0(10225.109cos 15.109cos 1cos 1cos 1nm nl nl nl r =⨯⨯==+-⋅=+-⋅=θθ (2)由于聚乙烯的末端距符合高斯分布,因此它应该是自由结合链)(87.44154.014159.33108385nm l n r =⨯⨯⨯=⋅=π)(76.39154.03102325nm l n r =⨯⨯=⋅=*注意:末端距复合高斯分布的链为高斯链,自由结合链和等效自由结合链都是高斯链。
腈纶的玻璃化温度
腈纶的玻璃化温度简介腈纶是一种合成纤维,具有优异的物理性能和化学稳定性,广泛应用于纺织、塑料、橡胶等领域。
玻璃化温度是腈纶的一个重要性能指标,它决定了腈纶在高温下的稳定性和应用范围。
本文将介绍腈纶的玻璃化温度及其影响因素,并对腈纶的应用进行讨论。
腈纶的玻璃化温度是什么?玻璃化温度是指在升温过程中,聚合物由固态转变为类似玻璃的非晶态的临界温度。
对于腈纶来说,玻璃化温度是指腈纶分子链在高温下失去可塑性,变得硬化和脆化的温度。
腈纶的玻璃化温度测定方法腈纶的玻璃化温度可以通过不同的实验方法进行测定。
以下是常用的几种方法:1.差示扫描量热法(DSC):利用差示扫描量热仪测量腈纶样品在升温过程中的热响应,通过分析热容变化来确定玻璃化温度。
2.动态力学热分析法(DMA):利用动态力学热分析仪测量腈纶样品在不同频率下的力学性能,通过分析材料的损耗模量来确定玻璃化温度。
3.热机械分析法(TMA):利用热机械分析仪测量腈纶样品在升温过程中的尺寸变化,通过分析线性膨胀系数的变化来确定玻璃化温度。
这些方法各有优劣,选择合适的方法应根据具体实验需求和设备条件来确定。
腈纶的玻璃化温度影响因素腈纶的玻璃化温度受多种因素的影响,以下是一些主要因素:1.分子结构:腈纶的分子结构对玻璃化温度有很大影响。
一般来说,分子链越长、侧链越少,玻璃化温度越高。
2.结晶度:腈纶的结晶度也会影响玻璃化温度。
结晶度高的腈纶通常具有较高的玻璃化温度。
3.添加剂:腈纶中添加一些特定的化学剂可以改变其玻璃化温度。
例如,添加塑化剂可以降低玻璃化温度,添加交联剂可以提高玻璃化温度。
4.加工条件:腈纶的加工条件也会对玻璃化温度产生影响。
例如,加工温度越高,玻璃化温度通常会升高。
腈纶的应用腈纶由于其优异的物理性能和化学稳定性,在多个领域得到了广泛应用。
以下是一些主要的应用领域:1.纺织品:腈纶纤维具有优异的强度、耐磨性和抗皱性,被广泛用于制作高强度织物,如防弹衣、防火服、工业过滤材料等。
高分子物理实验 DSC
实验5 示差扫描量热法表征聚合物玻璃化转变和熔融行为聚合物的玻璃化转变,是玻璃态和高弹态之间的转变。
在发生转变的时候,聚合物的许多物理性质发生急剧的变化,玻璃化转变不是热力学平衡过程,而是一个松弛过程,因此T g值的大小和测试条件、测试方法有关。
一、实验目的与要求(1) 掌握DSC法测定聚合物玻璃化温度和熔点的方法;(2) 了解升温速度对玻璃化温度的影响;(3) 测出聚合物的玻璃化温度。
二、实验原理:国际热分析协会(ICTA)和国际热分析和量热学协会(ICTAC)对热分析定义为:在程序控制温度下,测量物质的物理性质与温度关系的一种技术[1]。
ICTA将热分析技术分为9类共17种:(1)测量温度与质量的关系,包括热重法(TG)、等压质量变化测定、逸出气检测(EGD)、逸出气分析(EGA)、放射热分析、热微粒分析;(2)测量温度与温度差之间的关系,包括升温曲线测定、差热分析(DTA);(3)测量温度和热量之间的关系,即差示扫描量热法(DSC);(4)测量温度与尺寸之间的关系,即热膨胀法;(5)测量温度与力学特性的关系,包括热机械分析法(TMA)和动态热机械法(DMA);(6)测量温度和声学特性之间的关系,包括热发声法和热传声法;(7)测量温度和光学特性的关系,即热光学法;(8)测量温度和电学特性的关系,称为热电学法;(9)测量温度和磁学特性的关系,称为热磁学法。
热分析的定义明确指出,只有在程序温度下测量的温度与物理量之间的关系才被归为热分析技术。
因此,热分析仪最基本的要求是能实现程序升降温。
差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry)是指在程序温度下,测量输入到被测样品和参比物的功率差与温度(或时间)关系的技术。
对于不同类型的DSC,“差示”一词有不同的含义,对于功率补偿型,指的是功率差,对于热流型,指的是温度差;扫描是指程序温度的升降。
热差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimeter,DSC)可以分为功率补偿型和热流型两种基本类型,如下图所示:Pyris Diamond DSC的使用温度范围为-170℃~730℃。
TMA法测试印制板玻璃化温度的影响因素探讨
TMA法测试印制板玻璃化温度的影响因素探讨王璎琰 张永华 周 莹(无锡江南计算技术研究所,江苏 无锡 214083)摘 要 测量玻璃化温度(Tg)是印制板来料检验、过程监控以及失效分析过程中的一个重要步骤。
文章结合热机械分析法(TMA)测量的基本原理,分别考察了升温速率、探头负荷、样品状态等因素对测量印制板玻璃化温度的影响,并分析了不同测试结果产生的原因。
关键词 热机械分析法;玻璃化温度;印制板检测中图分类号:TN41 文献标识码:A 文章编号:1009-0096(2019)02-0025-05 Discussion on the factors affecting the glass transition temperature of printed board by TMA methodWang Yingyan Zhang Yonghua Zhou YingAbstract Measuring the glass transition temperature(T g)is an important step in the process of incoming inspection process monitoring and failure analysis of printed boards. Combined with the basic principles of thermomechanical analysis (TMA) measurement, this paper examines the influence of factors such as the heating rate, probe load, sample state on the measurement of the glass transition temperature of the printed board, and the reasons for the different test results were analyzed.Key words Thermomechanical Analysis (TMA); Glass Transition Temperature(T g); Printed Board Inspection0 前言覆铜箔板是由树脂、玻纤布和铜箔所组成的复合物,其中树脂是对覆铜箔板的热膨胀系数影响最重要的因素。
膨胀计法测定聚合物的玻璃化温度实验报告
实验五膨胀计法测定聚合物的玻璃化温度聚合物的玻璃化转变是指非晶态聚合物从玻璃态到高弹态的转变,是高分子链段开始自由运动的转变。
在发生转变时,与高分子链段运动有关的多种物理量(例如比热、比容、介电常数、折光率等)都将发生急剧变化。
显而易见,玻璃化转变是聚合物非常重要的指标,测定高聚物玻璃化温度具有重要的实际意义。
目前测定聚合物玻璃化转变温度的主要有扭摆、扭辫、振簧、声波转播、介电松弛、核磁共振和膨胀计等方法。
本实验则是利用膨胀计测定聚合物的玻璃化转变温度,即利用高聚物的比容-温度曲线上的转折点确定高聚物的玻璃化温度(T g)。
一、实验目的与要求1、掌握膨胀计法测定聚合物T g的实验基本原理和方法。
2、了解升温速度对玻璃化温度的影响。
3、测定聚苯乙烯的玻璃化转变温度。
二、实验原理当玻璃化转变时,高聚物从一种粘性液体或橡胶态转变成脆性固体。
根据热力学观点,这一转变不是热力学平衡态,而是一个松弛过程,因而玻璃态与转变的过程有关。
描述玻璃化转变的理论主要有自由体积理论、热力学理论、动力学理论等。
本实验的基本原理来源于应用最为广泛的自由体积理论。
根据自由体积理论可知:高聚物的体积由大分子己占体积和分子间的空隙,即自由体积组成。
自由体积是分子运动时必需空间。
温度越高,自由体积越大,越有利于链段中的短链作扩散运动而不断地进行构象重排。
当温度降低,自由体积减小,降至玻璃化温度以下时,自由体积减小到一临界值以下,链段的短链扩散运动受阻不能发生(即被冻结)时,就发生玻璃化转变。
图5-1高聚物的比容—温度关系曲线能够反映自由体积的变化。
图中上方的实线部分为聚合物的总体积,下方阴影区部分则是聚合物己占体积。
当温度大于α段部分。
T g时,高聚物体积的膨胀率就会增加,可以认为是自由体积被释放的结果,图中r当T<T g时,聚合物处于玻璃态,此时,聚合物的热膨胀主要由分子的振动幅度和键长的变化的贡献。
在这个α段部分。
显然,两条直线的斜率发生极大的变阶段,聚合物容积随温度线性增大,如图g化,出现转折点,这个转折点对应的温度就是玻璃化温度T g。
eva的玻璃化转变温度
eva的玻璃化转变温度EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物)是一种常见的热塑性弹性体,广泛应用于塑料制品、包装材料、胶粘剂等领域。
在使用EVA制品时,其玻璃化转变温度是一个重要的参数,它决定了EVA的力学性能和应用范围。
本文将围绕EVA的玻璃化转变温度展开讨论。
一、什么是玻璃化转变温度?玻璃化转变温度,简称Tg,是聚合物在固态下从玻璃态向橡胶态转变的温度。
在此温度以下,聚合物处于玻璃态,呈现出脆性、硬度高的特点;而在此温度以上,聚合物处于橡胶态,呈现出柔软、具有弹性的特性。
二、EVA的玻璃化转变温度及其影响因素EVA的玻璃化转变温度通常在20℃到60℃之间,具体数值取决于其乙烯和醋酸乙烯的共聚比例以及聚合度等因素。
一般来说,EVA 中乙烯含量越高,玻璃化转变温度越低;而醋酸乙烯含量越高,玻璃化转变温度越高。
此外,聚合度的增加也会使得EVA的玻璃化转变温度升高。
三、玻璃化转变温度对EVA性能的影响1. 力学性能:玻璃化转变温度的增加会使得EVA材料的硬度和脆性增加,降低其拉伸强度和弯曲强度。
因此,在某些需要高强度和耐磨性的应用中,低玻璃化转变温度的EVA可能并不适合使用。
2. 热稳定性:EVA的玻璃化转变温度还与其热稳定性密切相关。
当玻璃化转变温度较高时,EVA在高温条件下会变得更加稳定,不易熔化和变形。
3. 加工性能:EVA的玻璃化转变温度还会影响其加工性能。
当温度高于玻璃化转变温度时,EVA具有较好的流动性和可塑性,容易进行注塑、挤出等加工工艺。
而低于玻璃化转变温度时,EVA变得脆性,加工性能下降。
四、如何确定EVA的玻璃化转变温度?确定EVA的玻璃化转变温度可以采用不同的测试方法,常见的有差示扫描量热法(DSC)和动态力学热分析法(DMA)。
DSC可以通过测量EVA在加热过程中的热容变化来确定其玻璃化转变温度,而DMA则通过测量EVA在不同温度下的弹性模量和损耗因子来得出玻璃化转变温度。
五、EVA玻璃化转变温度的应用EVA的玻璃化转变温度决定了其在不同领域的应用。
有机化学中的聚合物的性能与性能测试
有机化学中的聚合物的性能与性能测试聚合物是由许多重复单元组成的高分子化合物,它们在有机化学领域扮演着重要的角色。
聚合物的性能对于其应用领域具有决定性的影响。
因此,准确评估聚合物的性能并进行性能测试对于研究和应用有机化学至关重要。
聚合物的性能包括力学性能、热性能、电学性能等多个方面。
力学性能是指聚合物的强度、硬度和柔韧性等特性。
热性能则关注聚合物在高温和低温下的稳定性和可用温度范围。
电学性能涉及到聚合物的导电性、介电性和电子输运性能等。
下面将分别介绍聚合物在这些性能方面的测试方法。
一、力学性能测试1. 抗拉强度和伸长率测试力学性能中最基本的指标是聚合物的抗拉强度和伸长率。
这些指标可以通过拉伸试验来测量。
拉伸试验使用一个拉伸机,将聚合物样品拉伸,测量拉伸前后的变形,从而计算出抗拉强度和伸长率。
2. 硬度测试硬度是聚合物抵抗局部永久形变的能力。
常用的硬度测试方法包括洛氏硬度测试和巴氏硬度测试。
这些测试方法通过测量在一定加载下产生的印痕大小来评估聚合物的硬度。
3. 冲击强度测试聚合物的冲击强度是评估其耐冲击性能的指标。
冲击强度测试常用的方法有Charpy冲击试验和Izod冲击试验。
这些试验使用标准冲击试验机,将标准形状的试样进行冲击,测量所产生的断裂面积来评估聚合物的冲击强度。
二、热性能测试1. 热分解温度测试热分解温度是指聚合物在高温下开始分解的温度。
热分解温度测试可以使用热重分析仪进行。
该仪器通过加热聚合物样品,并同时测量其质量的变化,从而确定热分解温度。
2. 玻璃化转变温度测试玻璃化转变温度是指聚合物在温度下从玻璃态转变为橡胶态的温度。
玻璃化转变温度测试可以使用差示扫描量热仪进行。
该仪器通过测量样品在加热和冷却过程中的热流量差异,从而确定玻璃化转变温度。
三、电学性能测试1. 电导率测试电导率是衡量聚合物导电性能的指标。
电导率测试可以使用四探针电阻率计进行。
该仪器利用四根探针对聚合物样品施加电流,测量电压差来计算电导率。
玻璃化温度测试标准
玻璃化温度测试标准
玻璃化温度是指非晶态材料在加热过程中从玻璃态转变为高温下的塑性态的临界温度。
玻璃化温度的测试对于材料的性能评估和工程应用具有重要意义。
本文将介绍玻璃化温度测试的标准方法及其意义。
首先,玻璃化温度测试的标准方法包括热机械分析法(DMA)、差示扫描量热法(DSC)和动态力学分析法(DMA)。
其中,DMA是最常用的方法之一,通过在一定频率下施加周期性应变或应力,测量材料的动态力学性能,从而得到玻璃化转变温度。
DSC则是通过测量材料在加热或冷却过程中的热容变化来确定玻璃化温度。
而DMA则是通过在一定频率下施加周期性应变或应力,测量材料的动态力学性能,从而得到玻璃化转变温度。
其次,玻璃化温度测试的意义在于评估材料的热稳定性和加工性能。
玻璃化温度是材料从玻璃态转变为高温塑性态的临界温度,对于材料的加工和使用温度范围具有重要的指导意义。
通过测试玻璃化温度,可以评估材料在高温下的稳定性和塑性变形能力,为材料的工程应用提供重要参考。
此外,玻璃化温度测试还可以用于材料的质量控制和产品认证。
许多行业标准和产品规范中都对材料的玻璃化温度提出了要求,通过测试和认证,可以保证材料的性能符合相关标准要求,确保产品质量和安全性。
综上所述,玻璃化温度测试是评估材料热稳定性和加工性能的重要手段,对于材料的工程应用具有重要意义。
各种标准方法的应用和意义需要根据具体材料和应用场景进行综合考虑,以确保测试结果的准确性和可靠性,为材料的设计和工程应用提供科学依据。
dsc法在测定聚乙烯醇玻璃化转变温度中的应用
dsc法在测定聚乙烯醇玻璃化转变温度中的应用文章标题:探究DSC法在测定聚乙烯醇玻璃化转变温度中的应用在材料科学领域,研究人员经常使用差示扫描量热法(DSC)来测定材料的玻璃化转变温度。
聚乙烯醇(PVA)作为一种重要的合成聚合物材料,在工业和科研领域中具有广泛的应用。
本文将从DSC法的原理、测量聚乙烯醇玻璃化转变温度的方法、实验步骤和结果分析等方面对这一主题进行探讨,希望能够为读者提供全面、深入的了解。
一、DSC法的原理和基本概念DSC法是一种通过对材料在升降温过程中所吸收或释放的热量进行测量,来研究材料的热力学性质和相变行为的实验方法。
在DSC曲线中,玻璃化转变通常表现为一个特征性的峰,通过分析该峰的位置和形状,可以获得材料的玻璃化转变温度等重要信息。
二、测定PVA玻璃化转变温度的方法针对聚乙烯醇这一特定材料,测定其玻璃化转变温度通常需要一定的实验条件和方法。
我们需要准备好PVA样品,并通过加工或制备方式使其达到一定的状态。
利用DSC仪器进行实验,根据仪器操作手册设置好合适的试验条件,如升温速率、气氛环境等。
在获得DSC曲线后,通过对曲线的分析,可以得到PVA玻璃化转变温度的结果。
三、实验步骤和结果分析实验部分,首先我们需要选择适当的PVA样品,并进行样品的制备和处理。
接下来,利用DSC仪器进行实验,按照预先设定的实验条件进行测定。
获取DSC曲线后,我们需要对曲线的特征进行分析,寻找玻璃化转变温度所对应的特征峰,并通过曲线的积分面积等数据来计算和得出玻璃化转变温度的结果。
对实验结果进行讨论和分析,以验证实验的可靠性和准确性。
四、个人观点和理解作为文章作者,我对DSC法在测定PVA玻璃化转变温度中的应用有着自己独特的认识。
我认为,DSC法作为一种灵活、快速且准确的实验手段,在研究PVA等聚合物材料的玻璃化转变行为和热力学性质时具有重要的应用意义。
通过对DSC曲线的分析,可以更全面地了解PVA的玻璃化转变特性,为材料设计和应用提供重要参考。
聚合物的玻璃化转变温度
01什么是玻璃化转变?非晶态高聚物的温度–形变曲线玻璃化转变是非晶聚合物特有的性质,是由于温度的升高,大分子链段开始解冻到完全解冻的一个温度区域。
在这个转折区域有一个重要的特征温度就是玻璃化转变温度,是聚合物由玻璃态向高弹态转变的转变温度,也是链段冻结或解冻的温度。
是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度,通常用Tg表示。
在此温度以上,高聚物表现出弹性;在此温度以下,高聚物表现出脆性。
02高聚物的三种力学状态玻璃态:是聚合物在玻璃化转变温度Tg以下的一种力学状态,由于温度较低,链段处于冻结状态,仅有分子键长、键角变化。
因此该状态下聚合物类似玻璃,常为脆性的,形变量很小,为可逆的普弹形变,应力应变可用虎克弹性定律来描述,具有普弹性。
比如塑料就是常温下处于玻璃态的聚合物。
高弹态:聚合物在Tg~Tf 之间的一种力学状态,温度升高,使链段运动能力增大,形变量随之增大,另一方面是大分子链柔顺性增大,链蜷曲程度随之增大,两种因素共同作用的结果是,形变不随温度而改变,出现平台区。
此状态下聚合物的形变与时间有关,具有松驰特性,表现为可逆的高弹形变,形变量很大,为高弹形变,模量进一步降低,聚合物表现为橡胶行为。
粘流态:是聚合物在Tf~Td (分解气化温度)之间的一种力学状态,此状态下大分子链受外力作用时发生位移,且无法回复。
聚合物表现出与小分子液体类似的流动行为,只是粘度较小分子液体大出很多。
一般高分子的熔融加工都是在此温度区间进行。
03影响玻璃化转变温度的因素一、链结构(1)主链:主链上引入苯基、联苯基、共轭双键等刚性基团,链的刚性会增大,而Tg、Tm和Tf均升高;主链上引入醚键、孤立双键等,链会变得柔顺,Tg、Tm和Tf均降低。
(2)侧基:侧基为刚性基团时,随着侧基体积的增大,链的柔顺性降低,Tg、Tm和Tf均升高;侧基(或侧链)为柔性基团(或柔性链)时,侧基(链)越大,柔性越好,则整个分子链的柔顺性越好,Tg、Tm和Tf均降低。
玻璃化转变温度测试方法对测试结果的影响
如可通过测定体积变化的热膨胀法、测定热学性质 的差示扫描量热(DSC)法、测定模量的动态热机械 法以及介电测量法等不同测试方法来得到 Tg[1-3]。
为更好地了解不同测试方法对测试结果的影 响,笔者选取玻纤增强尼龙 66 样品,分别采用常用 的 DSC 法和热膨胀法测定其 Tg,并对测试结果进行 分析讨论。 1 实验部分 1.1 原材料
DSC 法和热膨胀法测试 Tg 的原理不同,对测 试样品的状态、测试条件要求也不尽相同,不同的方 法得到的结果往往存在一定的差异。因此,采用不 同的方法测得 Tg 结果之间不具有可比性,在说明某 种材料的 Tg 时,需注明所采用的测试方法和测试条 件。
参考文献
[1] 李余增 . 热分析[M]. 北京:清华大学出版社,1987. [2] 周华平,许乾慰 . 热分析在高分子材料中的应用[J]. 上海塑料,
物体由于温度改变而有胀缩现象。在一定压力 下,单位温度变化所导致的体积变化即为热膨胀系 数。
对于可近似看做一维的物体,长度就是衡量其 体积的决定因素,这时的热膨胀系数可简化定义为: 单位温度改变下长度的增加量与原长度的比值。
图 3 为玻纤增强尼龙 66 的热膨胀曲线。
图 1 利用 DSC 曲线计算 Tg
25% 玻纤增强尼龙 66 :日本东丽公司; 高密度聚乙烯:2200J,中国石油大庆石化公司。 1.2 仪器、设备 DSC 仪:DSC204 型,德国耐驰公司; 热膨胀仪:DIL 402 型,德国耐驰公司。 1.3 实验方法 (1)DSC 法测试 Tg DSC 法 测 试 Tg 按 GB/T 19466.2–2004 进 行。 分别选取玻纤增强尼龙 66,HDPE 的颗粒样品,样 品质量为 13.419 mg ;升温速率为 20℃/min ;氮
tga在玻璃化温度方面的应用 -回复
tga在玻璃化温度方面的应用-回复TGA(热重分析)是一种重要的热分析技术,可用于分析材料的热稳定性和热降解行为。
在材料科学和工程领域中,TGA被广泛应用于研究材料的热性质、分析化学反应、表征材料的热稳定性和玻璃化温度的确定等方面。
本文将详细探讨TGA在玻璃化温度方面的应用。
首先,我们需要了解什么是玻璃化温度。
玻璃化温度是指非晶态材料(如玻璃)由于降温而变得非流动、硬化的温度。
这种转变是由于材料分子结构的变化引起的,当材料的分子结构变得足够无序时,材料将由可塑变为玻璃状态。
玻璃化温度是材料性能的重要指标之一,对于聚合物、粉末冶金材料和陶瓷等材料具有重要意义。
TGA可以通过测量材料质量随温度变化的情况来确定玻璃化温度。
在TGA 实验中,材料样品被加热到一定温度,然后通过测量材料质量的变化来研究其热性质。
在玻璃化温度的测定中,TGA可以通过测量材料质量持续下降的温度来确定材料的玻璃化温度。
TGA实验的步骤如下:1. 准备样品:选择合适的样品,并将其放置在TGA实验装置中的样品舱中。
2. 设置实验条件:根据样品的特性和预期的实验结果,设置合适的实验条件,包括加热速率、温度范围等。
3. 实施实验:开始实验,将样品加热到预定的温度区间,并记录材料质量的变化。
4. 数据分析:根据记录的数据,绘制材料质量随温度变化的曲线。
在这个曲线上,可以观察到材料质量急剧下降的温度点,这个温度点可以被认为是材料的玻璃化温度。
5. 结果解释:根据实验结果,解释样品的热降解行为,并确定材料的玻璃化温度。
TGA在玻璃化温度方面的应用主要包括以下几个方面:1. 研究聚合物材料的玻璃化温度:聚合物材料的玻璃化温度是聚合物性能和加工条件的重要指标。
通过TGA实验,可以确定不同聚合物材料的玻璃化温度,进而指导材料的合成和加工过程。
2. 确定陶瓷材料的玻璃化温度:陶瓷材料的玻璃化温度对于陶瓷的性能和应用具有重要影响。
TGA可以用于测定不同陶瓷材料的玻璃化温度,为陶瓷材料的制备和应用提供参考。