
塑料熱分析檢測
簡要描述:塑料熱分析檢測是研究塑料在溫度變化過程中物理、化學(xué)性質(zhì)(如熱穩(wěn)定性、相變、力學(xué)性能、成分等)變化的重要手段
所屬分類:塑料檢測
更新時間:2025-09-09
廠商性質(zhì):其他
品牌 | 優(yōu)爾鴻信 |
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塑料熱分析檢測是研究塑料在溫度變化過程中物理、化學(xué)性質(zhì)(如熱穩(wěn)定性、相變、力學(xué)性能、成分等)變化的重要手段,常用的分析方法如下:
1. 差示掃描量熱法(DSC)
原理:測量樣品與參比物之間的熱量差隨溫度(或時間)的變化,反映樣品的吸熱 / 放熱過程。
側(cè)重性能參數(shù):
相變溫度:玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg,非晶態(tài)塑料的 “軟化點")、熔點(Tm,結(jié)晶型塑料的熔融溫度)、結(jié)晶溫度(Tc,熔體冷卻時的結(jié)晶溫度);
結(jié)晶度:通過熔融焓(ΔHm)與結(jié)晶時的標準焓對比,計算結(jié)晶型塑料的結(jié)晶度(如 PE、PP 的結(jié)晶度);
熱穩(wěn)定性相關(guān):氧化誘導(dǎo)期(OIT,評估材料在高溫下抗氧化的能力,如聚烯烴的耐老化性);
反應(yīng)熱:熱固性塑料(如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂)的固化反應(yīng)放熱峰,用于評估固化程度、固化溫度區(qū)間。
2. 熱重分析法(TGA)
原理:測量樣品質(zhì)量隨溫度(或時間)的變化,反映樣品的揮發(fā)、分解、氧化等質(zhì)量損失過程。
側(cè)重性能參數(shù):
熱分解溫度(Td):材料開始顯著分解的溫度(如 5% 質(zhì)量損失時的溫度 T5%),評估熱穩(wěn)定性(如工程塑料 PA、PC 的耐溫性);
成分分析:
揮發(fā)分含量(如塑料中的水分、殘留溶劑);
填充劑 / 增強劑含量(如玻纖、碳酸鈣、炭黑等,通過高溫下有機相分解后殘留的無機相質(zhì)量計算);
阻燃劑效果(通過分解速率、殘?zhí)苛吭u估阻燃性能);
氧化穩(wěn)定性:在空氣氛圍下的增重 / 失重行為,反映材料的氧化速率(如橡膠的熱氧老化)。
3. 動態(tài)熱機械分析(DMA)
原理:在周期性機械應(yīng)力作用下,測量材料的力學(xué)性能(如模量、阻尼)隨溫度、頻率的變化,反映材料的粘彈性。
側(cè)重性能參數(shù):
動態(tài)力學(xué)參數(shù):儲能模量(E',彈性貢獻)、損耗模量(E'',粘性貢獻)、損耗因子(tanδ = E''/E',阻尼性能);
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg):tanδ 峰值對應(yīng)的溫度(比 DSC 更靈敏,尤其適用于半結(jié)晶、交聯(lián)或低 Tg 材料);
低溫脆性 / 高溫軟化:通過 E' 隨溫度的下降速率,評估材料在低溫下的脆性(如 PVC 的冷脆溫度)或高溫下的軟化行為;
交聯(lián)程度:交聯(lián)密度越高,E'(尤其是橡膠態(tài)平臺區(qū)的模量)越大,可用于評估熱固性塑料的交聯(lián)效果。
4. 熱機械分析(TMA)
原理:在恒定載荷下,測量樣品尺寸(長度 / 體積)隨溫度(或時間)的變化,反映材料的熱膨脹、軟化、熔融等尺寸變化。
側(cè)重性能參數(shù):
熱膨脹系數(shù)(CTE):線膨脹系數(shù)(α)或體膨脹系數(shù),評估材料的尺寸穩(wěn)定性(如精密部件用塑料的尺寸隨溫度的變化率);
軟化點 / 熱變形溫度:在恒定載荷下,樣品發(fā)生規(guī)定變形時的溫度(如維卡軟化點、熱變形溫度 HDT,用于評估塑料在負載下的耐溫能力);
熔融 / 結(jié)晶的體積變化:結(jié)晶型塑料熔融時的體積膨脹或結(jié)晶時的體積收縮。
5. 熱解氣相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用(Py-GC-MS)
原理:將塑料在高溫下快速熱解為小分子碎片,通過氣相色譜(GC)分離后,用質(zhì)譜(MS)鑒定碎片成分,反映材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
側(cè)重性能參數(shù):
塑料種類鑒別:通過特征熱解產(chǎn)物區(qū)分聚合物類型(如 PE 的烯烴碎片、PS 的苯乙烯碎片、PVC 的含氯碎片);
添加劑分析:檢測增塑劑(如鄰苯二甲酸酯)、穩(wěn)定劑(如鉛鹽、有機錫)、阻燃劑(如溴系阻燃劑)的熱解產(chǎn)物;
降解機制:分析老化或降解后塑料的熱解產(chǎn)物變化,推斷降解路徑(如聚烯烴的斷鏈、PVC 的脫 HCl)。
塑料熱分析檢測不同手段從 “熱效應(yīng)"“質(zhì)量變化"“力學(xué)性能"“化學(xué)結(jié)構(gòu)" 等維度解析塑料性能,實際應(yīng)用中常聯(lián)用多種方法(如 DSC-TGA 聯(lián)用)以全面評估材料的熱行為。