動態(tài)熱機(jī)械分析在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測定、研究高分子材料性能方面的應(yīng)用的
更新時間：2020-09-09 點擊次數(shù)：4395
DMA是Dynamic thermomechanical analysis的縮寫，即
動態(tài)熱機(jī)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(jī)械行為，測定其儲能模量、損耗模量和損耗因子隨溫度、時間與力的頻率的函數(shù)關(guān)系。廣泛應(yīng)用于熱塑性與熱固性塑料、橡膠、涂料、金屬與合金、無機(jī)材料、復(fù)合材料等領(lǐng)域。本文將介紹DMA在玻璃化轉(zhuǎn)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(yīng)用：
1、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）
DMA測試玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg），測試原理是基于高分子材料在玻璃化轉(zhuǎn)變過程中，機(jī)械性能（儲能模量等）會發(fā)生急劇變化，通常會產(chǎn)生多個數(shù)量級的變化，所以可以很敏感地測量到材料的玻璃化轉(zhuǎn)變過程。相對于DSC、TMA等Tg測試方法，具有靈敏度高、更接近材料真實應(yīng)用場景等優(yōu)點。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(zhuǎn)變過程中存在與其他效應(yīng)（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(jī)械振動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳?，這類材料通常稱為阻尼材料。由于其應(yīng)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間的變化曲線，通過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)有著非常重要的指導(dǎo)意義。
3、相容性
為了改善高分子材料的綜合性能，通常會采用共混改性的方法。一般來講，2種以上材料組成的共混物，視其共混的相容性程度、可能會形成均相或者多相結(jié)構(gòu)。通過DMA測試所得的曲線，可以非常顯著地表征材料的相容性，如圖2所示，是一種典型的多相結(jié)構(gòu)，若2種組分不*相容時，共混物則會形成兩相，DMA損耗因子曲線中將出現(xiàn)多個損耗峰。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(yīng)用以外，DMA還可以完成評價高分子材料的軟化溫度、粘彈行為（應(yīng)力松弛、蠕變）、老化行為、次級轉(zhuǎn)變、耐寒性、耐熱性、結(jié)晶等性能。通過對DMA數(shù)據(jù)的深度分析，還可以指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計和材料使用、材料優(yōu)選及優(yōu)化、產(chǎn)品缺陷評價（失效分析）、可預(yù)測高分子使用壽命等。
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