热分析-DMA(精品课件）.ppt

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1、热膨胀法热膨胀法（TDA）在程序控温下，测量物质在可忽略负荷时的尺寸与温度关系的技术。在仅有自身重力条件下体积或长度变化各种类型相变（固1→固2）线胀系数、玻璃化转变温度、软化温度、热变形温度-150～2500℃膨胀或收缩1.线膨胀系数⑴定义：温度升高一度（℃）时，沿试样某一方向上的相对伸长（或收缩）量，⑵测定方法无相变时：T1→L1，T2→L2；L0＝L1T1~T2的选择：-30～30℃（美）；室温～80℃（日）0～40℃（中）注意：要求测试温度范围内无相转变。⑶TDA原理示意图测量试样分子对热能引起的变化的响应；晶

2、体结构、晶格振动及物理和化学状态的改变⑷热膨胀曲线PS:真空，5℃/minT/℃△L/μmTg=100℃2.体膨胀系数定义：温度升高一度（℃）时，试样体积膨胀（或收缩）的相对量，式中：γ——体膨胀系数；V0——起始温度下的原始体积；△V——试样在温差△T下的体积变化量△T——试验温度差热机械分析（TMA）1.定义：在程序控温下，测量物质在非振动负荷下的形变与温度关系的技术。负荷方式：拉伸、压缩、弯曲、扭转和针入等2.测试原理与线膨胀测量相似，差别在于TMA必须施加或多或少的静态外力；TMA的响应是膨胀行为和粘弹效应的加

3、和电炉样品探头热电偶位置信号负荷线性位移传感器TMA基本装置压缩压入半球压入膨胀弯曲拉伸工作模式样品模式测定量依赖性所获信息整块样品平探头/小负荷膨胀温度热胀系数，Tg分散样品膨胀体积变化温度热胀系数，Tg薄膜压入/大负荷压入深度外力模量，交联密度时间蠕变，固化过程温度软化温度，Tg纤维或薄膜拉伸单向拉伸或收缩外力模量，交联密度时间蠕变，固化过程温度Tg,熔点,固化过程液体平板距离时间粘度,凝胶点温度熔融,粘度,凝胶点支撑样品弯曲弯曲量时间蠕变温度软化温度，Tg，熔点温度(C)尺寸变化(m)0-500-5000-1

4、500-2000-2500-300005010015020025030035031.18C156.62C228.71C265.26C319.84CTMA的温度校正铟锡铅高交联度、高填充量、共混材料链段运动受限，TMA测定比DSC灵敏度高得多涂层的Tg用TMA测定非常方便1、玻璃化转变温度测定ΔLT/℃Tg99℃Tf172℃聚甲基丙烯酸甲酯的温度-形变曲线高分子材料在玻璃化转变区，由于分子链段的松弛，使其膨胀系数出现转变，即高分子在Tg以下时，链段运动被冻结，热膨胀主要客服分子间的次价力，膨胀系数很小；当温度升

5、到Tg时，链段开始运动，同时分子链本身链段的扩散运动也发生膨胀，因而膨胀系数较大。在Tg前后热膨胀曲线斜率发生转折突变，得到拐点，就是玻璃化转变温度。聚苯乙烯的线膨胀曲线测定刹车片的Tg膨胀量TMAmeasurementofTgofbrakeliningsExpansionmodeTg=85CfailedTg=93Cpassed25Temperature(C)150高交联度测定环氧印刷线路板的Tg膨胀量Tg=121C30Temperature(C)200高填充温度(C)加热冷却尺寸变化(m)1008060

6、4020020406080100120140环氧在略低于Tg处aging，样品收缩。加热通过Tg发生膨胀(粉线)，再冷却至Tg以下则处于非aging态，由此测定aging的收缩量TgTg测定物理老化压入模式测定导线双层涂层的Tg压入量TMAmeasurementofTg’sofelectricalcoilwireTg1=121CTg2=176CDecomposition25Temperature(C)300压入模式测定交联与非交联PE的软化行为压入量WithCrosslinkingNoCrosslinking2、

7、聚合物中多种行为观察△LT/℃PE线膨胀系数（压缩）HDPELDPE高密度聚乙烯在100℃出现熔融，而低密度聚乙烯在50~80℃范围内显示出收缩现象，说明在此温度区间内有结晶产生，过了此温度后开始熔化。拉伸模式观察双向拉伸PE加热过程拉伸量25Temperature(C)150TransversedirectionMachinedirectionMDTDTDMD双向拉伸压缩模式观察PE熔点与发泡过程压缩量Softening(Melting)Foaming40Temperature(C)180拉伸模式观察PET的冷结

8、晶拉伸量MeltColdcrystallizationTg25Temperature(C)275△LT/℃温度-弯曲形变曲线（弯曲法）PCHDPELDPEPVC采用挠曲探头，将矩形试样在中心处施加负荷进行弯曲试验。聚碳酸酯的弯曲形变温度几乎接近于它的玻璃化转变温度Tg。高密度聚乙烯和低密度聚乙烯由于其熔化而逐渐变形，弯曲变形温度