動(dòng)態(tài)熱機械分析在玻璃化轉變溫度測定、研究高分子材料性能方面的應用的
更新時(shí)間：2020-09-09 點(diǎn)擊次數：3612
DMA是Dynamic thermomechanical analysis的縮寫(xiě)，即
動(dòng)態(tài)熱機械分析。使樣品處于程序控制的溫度下，并施加單頻或多頻的振蕩力，研究樣品的機械行為，測定其儲能模量、損耗模量和損耗因子隨溫度、時(shí)間與力的頻率的函數關(guān)系。廣泛應用于熱塑性與熱固性塑料、橡膠、涂料、金屬與合金、無(wú)機材料、復合材料等領(lǐng)域。本文將介紹DMA在玻璃化轉變溫度測定、研究高分子材料的低溫性能、耐熱性、阻尼性能和材料相容性等方面的廣泛應用：
1、玻璃化轉變溫度（Tg）
DMA測試玻璃化轉變溫度（Tg），測試原理是基于高分子材料在玻璃化轉變過(guò)程中，機械性能（儲能模量等）會(huì )發(fā)生急劇變化，通常會(huì )產(chǎn)生多個(gè)數量級的變化，所以可以很敏感地測量到材料的玻璃化轉變過(guò)程。相對于DSC、TMA等Tg測試方法，具有靈敏度高、更接近材料真實(shí)應用場(chǎng)景等優(yōu)點(diǎn)。DMA尤其適合高填料填充量材料、高交聯(lián)熱固性材料、玻璃化轉變過(guò)程中存在與其他效應（如松弛）重疊等很難用DSC、TMA測試的樣品。
2、阻尼性能
用作減震、隔音、緩沖使用的高分子材料，將固體機械振動(dòng)能轉變?yōu)闊崮芏纳?，這類(lèi)材料通常稱(chēng)為阻尼材料。由于其應用的特殊性，要求材料具備較大的力學(xué)損耗。DMA測試可以直接得到材料的力學(xué)損耗隨溫度或頻率或時(shí)間的變化曲線(xiàn)，通過(guò)對比分析高分子材料在特定條件下阻尼性能的差異，對阻尼材料的研究、選擇和改進(jìn)有著(zhù)非常重要的指導意義。
3、相容性
為了改善高分子材料的綜合性能，通常會(huì )采用共混改性的方法。一般來(lái)講，2種以上材料組成的共混物，視其共混的相容性程度、可能會(huì )形成均相或者多相結構。通過(guò)DMA測試所得的曲線(xiàn)，可以非常顯著(zhù)地表征材料的相容性，如圖2所示，是一種典型的多相結構，若2種組分不*相容時(shí)，共混物則會(huì )形成兩相，DMA損耗因子曲線(xiàn)中將出現多個(gè)損耗峰。研究共混物的相容性，可以驗證高分子共混改性效果、材料加工工藝對于性能的影響、分析因相容性而引起的失效等。
除了以上所列的這些應用以外，DMA還可以完成評價(jià)高分子材料的軟化溫度、粘彈行為（應力松弛、蠕變）、老化行為、次級轉變、耐寒性、耐熱性、結晶等性能。通過(guò)對DMA數據的深度分析，還可以指導產(chǎn)品設計和材料使用、材料優(yōu)選及優(yōu)化、產(chǎn)品缺陷評價(jià)（失效分析）、可預測高分子使用壽命等。
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