本文重点介绍了应用热重分析（TGA），热机械分析(TMA),动态机械分析（DMA）技术。它全面讨论各种效果，如膨胀，分解，玻璃过渡，冷结晶，弛豫，熔化和重结晶。TGA，DMA和TMA技术为DSC测量提供了有用的互补信息。
热重分析(TGA)
TGA技术确定了样品在确定的气氛中冷却、加热或保持等温状态时的质量。该技术主要用于定量分析产品。
正常的TGA曲线揭示了与挥发性组分（单体，溶剂，水分），炭黑，聚合物分解和最终残留物（填料，灰，玻璃纤维）的燃烧燃烧有关的质量损失步骤。该技术使人们能够检查材料和产品的分解，并得出关于其单独组件的结论。欧洲杯足球竞彩
DTG曲线是TGA曲线的第一种关于时间的衍生物。它与样本分解率成正比。在一个DSC / TGA测量，同时记录DSC信号和权重信息。这使得检测和评价放热或吸热效应成为可能。然而，在DSC/TGA测量中记录的DSC信号比专用DSC仪器获得的信号灵敏度要低。此外，DSC曲线的解析性较差。
在图1中，上图说明了PET的DTG和TGA曲线，而两个下图是在氮气氛中量化的相应DSC曲线。在右侧，高达300°C范围内的DSC曲线显示冷结晶，玻璃过渡和熔化过程。
可以在测量（左）时校正样品损失的质量的DSC信号;红色和蓝色曲线是损坏质量的校正和未校正的曲线2,3,分别。
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图1所示。使用装有DSC传感器的TGA/DSC 1记录了从30到1000°C的升温速率为20 K/分钟的PET测量曲线。TGA曲线反映了样品的质量变化，DSC曲线反映了吸热或放热效应。
分解
化学键在分解过程中断裂，复杂的有机聚合物或化合物分解以形成气态产物，例如水，烃或二氧化碳。
在惰性或非氧化条件下，有机分子也可以分解并形成炭黑。可以通过将TGA连接到质谱仪（MS）或傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）来检测挥发性分解产物。
热机械分析（TMA）
TMA测量样品的尺寸变化，因为它在定义的气氛中冷却或加热。正常的TMA曲线表现出膨胀，低于玻璃化转变温度，玻璃化转变（观察到曲线斜率的变化），高于玻璃化转变温度和塑性变形。
测量可以在穿透模式，膨胀模式或动态负载TMA（DLTMA）模式下进行。
膨胀法
膨胀测量涉及测量样品的膨胀或收缩。由于这个原因，所用的力相当低，足以保证探头与样品接触。测量结果是热膨胀系数（CTE）。使用厚度为约0.5mm的样品在两个二氧化硅盘之间进行厚度的样品进行图2中所示的膨胀测量。首先，将其预热至仪器中的90°C以消除其热历史。在冷却后，在滚珠点探针以0.005 n的非常低的力的帮助下，以20k /分钟的加热速率在30-310℃的范围内测量。
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图2。TMA在稀释模式中的PET测量
在图2中，上图中的曲线表明，样品仅逐渐扩展到玻璃化转变。然后，由于液态中分子的迁移率增加，膨胀率在进一步加热时显着增加。随后，样品由于冷结晶和再结晶方法而收缩。同样，样品在形成高于近150℃的温度之上的结晶后膨胀，最终熔化。作为熔化的一部分，样品高度和粘度的急剧降低。
渗透
在测深过程中，主要获得温度相关的信息。一般情况下，由于探针与样品的接触面积随实验时间的变化而变化，样品厚度并不是很显著。穿透深度受到样品几何形状以及用于测量的力的影响。
为了测量渗透，将厚度为约0.5mm的样品置于二氧化硅盘上，并将圆珠探针直接放在样品上。在0.1和0.5n的力的加热速率下以20k /分钟的加热速率在30至300℃的范围内进行测量。这里，未预热样品。
在进行渗透测量时，探针对样品的渗透越来越深。纵坐标信号在玻璃化转变时显著下降，在冷结晶后几乎保持不变，在熔化后再次下降(图3)。
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图3。在渗透模式下测量的PET的TMA
DLTMA
动态载荷TMA (DLTMA)是一种高灵敏度的物理性能测定技术。与DSC相反，它涉及到对样品力学行为的表征。在DLTMA4，低力和高力以指定的频率交替地在样品上行动。这使得能够测量样品的扩展，弱转换和弹性（杨氏模量）。样品的刚度与幅度成反比。
在图4中，测量曲线示出了在72℃下的玻璃化转变，之后材料在液态中膨胀;由于材料柔软，幅度大。在此之后，发生冷结晶，其中宠物收缩，并且幅度降低。在140℃的温度下，样品再次变硬。然后，当温度进一步增加至160℃时，样品膨胀。
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图4。DLTMA测量来自室温至160°C的PET。
动态机械分析（DMA）
动态力学分析涉及在材料经受周期性振荡力时测量粘弹性材料的机械性能作为温度，时间或频率的函数。
典型的测量包括在不同频率下对样品施加振荡力。弹性模量测量为剪切储存模量G '，损耗模量G″。Tan delta，即损耗因子，或阻尼系数，G″/G '，通过使用该数据计算。与其他方法相比，DMA更加敏感。例如，它有能力测量衬底材料上的薄层或填充材料的玻璃过渡，即用DSC难以检测的过渡。欧洲杯足球竞彩
在-1Hz的温度范围内，在-150至+270°C的温度范围内的剪切模式下，直径为5mm的冲击式PET样品的DMA测量曲线和厚度为0.49mm的剪切模式。加热率为2 k /分钟。
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图5。DMA剪切测量PET在-150至+270°C的范围内。
除了TGA / DSC或TMA检测的效果之外（例如，结晶，玻璃转变和熔化），DMA曲线还说明了其他影响，例如β松弛（聚合物基团的局部运动）或重结晶。由于β松弛较弱，因此可以仅通过使用DMA来测量。无法通过其他转换来检测热分析技术，例如TGA或DSC。
效果概述及结果比较
图6说明了分析PET时采用的不同热技术。在表1中，总结了不同热技术可以测量的影响。在表2中，比较了不同技术对PET所获得的结果。DSC和TGA/DSC规定的温度与峰值温度、TMA温度到膨胀开始变化的温度、DMA温度到tan - delta曲线的峰值有关。
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数字6。效果和概述结果比较结果
表格1。不同分析方法测量的效果
| 效果 |
DSC. |
TGA / DSC |
TMA. |
DMA |
| β松弛 |
|
|
|
x |
| 玻璃化转变 |
x |
x (DSC信号) |
x |
x |
| 冷结晶 |
x |
x (DSC信号) |
x |
x |
| 重结晶 |
（X） |
|
|
x |
| 融化 |
x |
x |
x |
x |
| 分解 |
（X） |
x |
（X） |
|
| oit. |
x |
|
|
|
表2。采用不同技术确定宠物结果的比较
| 效果 |
DSC.
（20 k / min） |
TGA / DSC
（20 k / min，dsc，n2） |
TMA.
（20 k / min） |
DMA
（1 Hz，2 k / min，Tan delta） |
| β松弛 |
|
|
|
-77°C |
| 玻璃化转变 |
80°C |
81℃ |
77℃ |
81℃ |
| 冷结晶 |
150℃ |
154℃ |
152℃ |
118℃ |
| 重结晶 |
|
|
|
183℃ |
| 融化 |
248℃ |
251°C. |
242°C. |
254℃ |
| 分解 |
|
433°C |
|
|
很明显，不同的技术彼此相互补充，提供一致的结果，并提供用于表征材料特性的重要信息。这对于在物质的质量控制中或在例如，用于检测材料中可能的杂质，特别有助于对物质的质量控制进行调查。欧洲杯足球竞彩实际上，采用不同技术的综合分析是高度信息的。
结论
本文讨论了使用热分析表征热塑性塑料的各种可能性。TMA，DSC，DMA和TGA是通过的方法。PET是选择测量的热塑性塑料。结果彼此吻合良好。玻璃过渡，熔化，冷结晶，分解和重结晶是检查的主要效果。还覆盖了样品和oit的热历史等主题。类似于PET详述的效果与其他聚合物发生。通常，可以通过不同的热分析方法测量特定效果。在一种方法的帮助下获得的结果用于确认来自另一种方法的结果。对于材料的综合表征，通常，首先使用TGA检查样品，然后使用TMA和DSC，最后使用D欧洲杯足球竞彩MA。
参考和进一步阅读
- A. Hammer，聚合物热分析。第1部分:热塑性塑料的DSC, UserCom 31, 1 - 6。
- 热重/差示扫描量热法测定高温下热容。第1部分:DSC标准程序，UserCom 27, 1 - 4。
- 热重/差示扫描量热法测定高温下热容。第2部分：应用程序，Usercom 28,1-4。
- PET，通过动态负载TMA的物理固化，USERCOM 5,15。
这些信息来源于梅特勒-托莱多热分析公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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