图片来源:phidsanu suriyawong/Shutterstock.comgydF4y2Ba
了解聚合物材料的物理和化学性质对于开发制造和回收塑料产品的有效材料加工方法是至关重要的。欧洲杯足球竞彩当预测材料在产品寿命期内的性能，或当材料性能不符合预期时进行故障排除时，这些信息是至关重要的。gydF4y2Ba
热性能或材料的温度如何影响其物理和化学性能对聚合物的工业应用尤为重要。当建立固化、注塑、挤压或热焊接的最佳加工温度时，这些都是至关重要的。gydF4y2Ba
此外，聚合物的热性能可以在进行失效分析、确定热稳定性或塑料产品的老化性能时提供有价值的信息。gydF4y2Ba
根据其热机械性能，聚合物可分为热塑性塑料、热固性塑料和弹性体。gydF4y2Ba
热塑性塑料是无定形或半结晶聚合物，加热时软化(或熔化)，冷却时变成固体。加热和冷却循环可以重复，而热塑性塑料的热和机械性能没有明显的变化。gydF4y2Ba
热固性材料在加热时进行不可逆的化学交联，而弹性体可以进行弱交联(通常通过热辅助硫化过程)，使它们具有相对较小变形的可逆拉伸能力。gydF4y2Ba
高级高分子材料的热机械性能欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba
大多数现代塑料是由不同的聚合物和添加剂组成的复杂化合物。最终产品的整体性能取决于组件的化学和物理性能以及制造过程中使用的加工方法。gydF4y2Ba
对于这种复杂的高分子材料，准确的热性能分析可以帮助确定欧洲杯足球竞彩材料的组成，测量结晶度或交联程度，并估计添加剂(如增塑剂、填料和加工助剂)的效果。gydF4y2Ba
热分析是一种分析方法，物理性质是作为温度的函数来测量的。在广泛的热分析技术中，差示扫描量热法(DSC)可能是聚合物科学中应用最广泛的热分析技术。欧洲杯线上买球gydF4y2Ba
DSC分析的基本原理gydF4y2Ba
差示扫描量热法(DSC)定量地测定了样品在被测高分子材料的特定热转变过程中吸收或释放的热量，与参考材料相比。样品热性能的变化可以等温测量，作为时间的函数，或在恒定的加热或冷却速率作为温度的函数。gydF4y2Ba
所研究材料热性能的这些变化可能是化学或物理原因造成的。因此，DSC技术是研究聚合物的有利手段，因为聚合物长大分子的结构变化几乎总是伴随着分子热能的变化。这意味着聚合、结晶、熔融、玻璃化转变和交联等基本过程在DSC数据中显示出特征模式。gydF4y2Ba
DSC技术的变体gydF4y2Ba
有两种广泛使用的DSC技术变体:热流差示扫描量热法和功率补偿差示扫描量热法。gydF4y2Ba
功率补偿DSCgydF4y2Ba
功率补偿分析仪器由两个独立的绝热炉组成，几毫克的样品材料和基准材料被放置在密封的铝锅内。典型的参考材料是空气(空锅)或其他具有众所周知的热性能的材料，如铂。每个烘箱都配有电阻加热器和热电偶。同时为两台烘箱供电，使温度随时间线性升高。gydF4y2Ba
热电偶监测样品和参考样品的温度。在测量过程中，DSC仪器识别功率(单位时间的热能)在样品和参考之间的差异，而在程序升温和冷却温度扫描期间保持两者之间的零温度差。当样品发生相变或热转变时，补偿温差所需的功率与样品吸收或释放的热量成正比。gydF4y2Ba
热通量DSCgydF4y2Ba
在热流差示扫描量热法设置中，包含参考样品和样品的平底锅被放置在一个单独的烘箱中。每个锅的温度都是仔细测量的，因为电源供应，以产生一个线性的温度上升，在一个恒定的加热速率。gydF4y2Ba
在这种情况下，由样品热转变产生的温差与向样品或从样品传递的热量成正比。gydF4y2Ba
由于其高灵敏度，功率补偿量热计是一个优秀的学术和工业研究工具。然而，它们不容易校准，经常出现基线稳定性问题。gydF4y2Ba
热流量热计更健壮，并提供改进的基线稳定性。这种仪器适用于质量控制和高通量常规测量。gydF4y2Ba
通常，扫描量热计的加热/冷却速率为每分钟50-100°C(样品为几十毫克)。gydF4y2Ba
近年来，扫描量热仪的重大发展使其能够在每分钟500- 30000°C的加热或冷却速率范围内进行分析。这种快速的加热/冷却速度可以通过特别设计的快速芯片量热计来实现，其中样品的质量被降低到微克甚至皮克范围，以促进热传递。gydF4y2Ba
DSC可以对聚合物材料进行全面的表征欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba
在这两种构型中，通过适当的校准，在恒定扫描速率下的DSC测量可以用来确定非晶或半晶聚合物的一级和二级热力学量。gydF4y2Ba
高分子材料的热性能欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba
材料热性能的变化通常是由一级和二级跃迁引起的。gydF4y2Ba
融化和结晶gydF4y2Ba
一级热力学跃迁可以吸收(熔化)或释放能量(结晶、聚合反应)，并产生吸热或放热峰。gydF4y2Ba
峰的位置决定了熔点(TgydF4y2Ba米gydF4y2Ba)或结晶(TgydF4y2BacgydF4y2Ba)样品温度。吸热峰或放热峰下的面积代表与熔化或结晶相关的焓变(在恒定压力下放出或吸收的热量)。gydF4y2Ba
焓变值越高，聚合物的结晶性越好。因此，可以估计聚合物材料中存在的结晶度。gydF4y2Ba
热容和玻璃化转变gydF4y2Ba
相反，二级热力学跃迁不会引起焓的变化，也不会引起吸热或放热事件。二级转变(例如玻璃化转变)只改变样品的热容(和DSC扫描基线位置)。gydF4y2Ba
热容(CgydF4y2BapgydF4y2Ba)表示每单位重量使其温度升高一摄氏度所需的热量。它可以由加热速率和提供给样品的热量得出。gydF4y2Ba
如果CgydF4y2BapgydF4y2Ba，则DSC扫描(供热与温度)将是一条斜率为零的直线。gydF4y2Ba
如果聚合物在熔融状态冷却低于其玻璃化转变温度(TgydF4y2BaggydF4y2Ba)，由于大分子链迁移率降低，聚合物的力学性能发生变化(由弹性变为脆性)。聚合物的热容在T以下和T以上是不同的gydF4y2BaggydF4y2Ba使差示扫描量热法(DSC)成为测定硫的一种有价值的方法gydF4y2BaggydF4y2Ba．玻璃化转变通常发生在一定的温度范围内，温度范围中间的温度被认为是TgydF4y2BaggydF4y2Ba．gydF4y2Ba
聚合物共混物的DSC研究gydF4y2Ba
聚合物共混物是由两种或两种以上的聚合物混合而成的具有更高性能的新材料。欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba
热分析是开发聚合物共混物的必要工具，特别是在评估共混物组分的混相性时。如果聚合物共混物在共混物原始组分的Tg的中间温度范围内只有一个Tg，则认为它是可混溶的。gydF4y2Ba
如果混合物表现出两个或两个以上的TgydF4y2BaggydF4y2Ba值(但相对于T移位gydF4y2BaggydF4y2Ba在纯组分中)，它被认为是部分混溶的。在这个例子中，每个TgydF4y2BaggydF4y2Ba对应于含有不同数量每种元素的混合物。gydF4y2Ba
最后，不混溶聚合物共混物表现出与纯组分相同的玻璃化转变温度。gydF4y2Ba
对于半结晶聚合物共混物，共混物的熔化温度和熔化焓也可以用来研究组分的混溶性和共混物的相分离。gydF4y2Ba
先进复合材料的热表征欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba
复合材料是由两种或两种以上具有欧洲杯足球竞彩不同物理或化学性质的组分组成的材料。这些在最后的结构中仍然是独立的和明显的。与原始材料相比，复合欧洲杯足球竞彩材料通常具有更好的力学性能，并广泛应用于各种工业应用。gydF4y2Ba
对复合材料的热性能和热力学转变的研究决定了材料的形貌。欧洲杯足球竞彩例如，熔化吸热器可以用来估计复合材料的结合(树脂)相的结晶。gydF4y2Ba
结晶放热可以揭示复合材料制备后聚合物相可能的结构变化。复合材料的力学性能通常与聚合物相的结晶度直接相关。熔点、玻璃化转变和熔化焓等参数可以用来确定复合材料的组成相之间的相互作用，并预测其性能。欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba
设计具有最佳热性能和机械性能的高分子材料欧洲杯足球竞彩对于提高生产成本和延长产品寿命至关重要。将聚合物材料的热性能与其形貌和力学性能联系起来的能力使DSC成为开发和表征工业塑料、聚合物共混物和复合材料的必要工具。gydF4y2Ba
参考资料及进一步阅读gydF4y2Ba
王志强(2017)，形状记忆聚合物、聚合物共混物和复合材料的差示扫描热分析，清华大学学报(自然科学版)gydF4y2Ba形状记忆聚合物，共混物和复合材料gydF4y2Ba．高级结构材料，vol 115, J. P欧洲杯足球竞彩arameswaranpillai, S. Siengchin, J. George, S. Jose (Eds)施普林格，新加坡。可以在:gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1007/978-981-13-8574-2_7gydF4y2Ba
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