動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀dma原理及方法-資料下載頁(yè)
2025-01-01 03:38本頁(yè)面
【正文】 寬的 β轉(zhuǎn)變的非晶態(tài)熱塑性塑料，一般在 TβTg的溫度范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)屈服冷拉，具有較好的沖擊韌性，如聚碳酸酯、聚芳砜等。 ?在 Tβ以下，塑料變脆。因此， Tβ也是這類材料的韌 脆轉(zhuǎn)變溫度。 ?這是由于在 TβTg溫度范圍內(nèi)，高分子鏈段仍有一定的活動(dòng)能力，能通過分子鏈段的重排而導(dǎo)致自由體積的進(jìn)一步收縮，這正是物理老化的本質(zhì)。 DMA研究生 61 部分結(jié)晶高聚物 ?分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整有結(jié)晶能力的高分子，在條件能結(jié)晶，如聚乙烯、聚四氟乙烯、全同立構(gòu)聚丙烯、間同立構(gòu)聚氯乙烯、間同立構(gòu)聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚醚醚酮等以及一些液晶高聚物。 ?但是，由于高分子鏈空間構(gòu)型的復(fù)雜性，結(jié)晶一般不完善，所以結(jié)晶高聚物都是由晶相與非晶相構(gòu)成的兩相體系。 ?結(jié)晶度較低 (＜ 40％ )時(shí)，晶相為分散相，非晶相為連續(xù)相； ?結(jié)晶度較高時(shí)，晶相為連續(xù)相，而非晶相為分散相。 DMA研究生 62 ?其中非晶相 ， 隨溫度的變化 ， 會(huì)發(fā)生上述玻璃化轉(zhuǎn)變和次級(jí)轉(zhuǎn)變 ， 雖然這些轉(zhuǎn)變?cè)谝欢ǔ潭壬蠒?huì)受到晶相對(duì)它們的限制 。 ?其中晶相 ， 在溫度達(dá)到熔點(diǎn) Tm時(shí) ， 將會(huì)熔化 ，即相變；在低溫下也會(huì)發(fā)生與晶相有關(guān)的次級(jí)轉(zhuǎn)變 。 ?對(duì)于由同一種高分子鏈構(gòu)成的部分結(jié)晶高聚物 ，非晶相的 Tg必然低于晶相的 Tm。 所以在升溫過程中 ， 將首先發(fā)生非晶相的玻璃化轉(zhuǎn)變 ， 然后發(fā)生熔化 。 DMA研究生 63 ?作為兩相體系，部分結(jié)晶高聚物的儲(chǔ)能模量介于晶相儲(chǔ)能模量與非晶相儲(chǔ)能模量之間。 ?由于晶相儲(chǔ)能模量高于非晶相儲(chǔ)能模量，所以部分結(jié)晶高聚物的結(jié)晶度越高，則儲(chǔ)能模量越高。 ?對(duì)于各向同性部分結(jié)晶高聚物，可用下式估算儲(chǔ)能模量 ?式中 M’Xc是部分結(jié)晶高聚物在結(jié)晶度為 Xc時(shí)的儲(chǔ)能模量；M’c和 M’a分別為其中晶相與非晶相的儲(chǔ)能模量。 DMA研究生 64 在升溫過程中，隨非晶相與晶相的轉(zhuǎn)變或相變，部分結(jié)晶高聚物的典型動(dòng)態(tài)力學(xué)性能溫度譜如圖 130所示 DMA研究生 65 ?當(dāng) T＜ Tg時(shí) ， 非晶相處于玻璃態(tài) ， 晶相處于晶態(tài) ， 兩相均為硬固體 ， 部分結(jié)晶高聚物表現(xiàn)為剛性塑料 ， 儲(chǔ)能模量高于 109Pa。 由于非晶相 (玻璃 )的儲(chǔ)能模量與晶相的儲(chǔ)能模量差別不大 ， 整個(gè)材料的儲(chǔ)能模量受結(jié)晶度的影響較小 。 ?當(dāng) Tg＜ T＜ Tm時(shí) ， 非晶相轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài) ， 儲(chǔ)能模量為106~107Pa， 而晶相儲(chǔ)能模量高于 109Pa， 整個(gè)材料就相當(dāng)于橡膠增韌塑料 ， 材料的儲(chǔ)能模量受結(jié)晶度的影響很大 。結(jié)晶度越低 ， 材料的儲(chǔ)能模量就越小 。 ?在 T≈Tg時(shí) ， 材料的儲(chǔ)能模量發(fā)生明顯躍落 。 結(jié)晶度越低 ，躍落幅度越大 。 儲(chǔ)能模量跌落的同時(shí) ， 也出現(xiàn)損耗模量和tanδ峰 。 DMA研究生 66 ?當(dāng) T＞ Tm時(shí) ， 晶相熔化 ， 轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷?， 整個(gè)材料就是全部處于非晶態(tài) 。 不過 ， 所處的非晶態(tài)有兩種可能 ， 一是高彈態(tài) ， 二是粘流態(tài) ， 取決于分子量的大小 。 ?有結(jié)晶能力的高分子 ， 如果條件不合適 ， 也不會(huì)結(jié)晶 ，這時(shí)它就以非晶態(tài)存在 。 與所有的非晶態(tài)線形高聚物一樣 ，除了有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg外 ， 還有一個(gè)流動(dòng)溫度 Tf。 ?當(dāng)加熱到 Tf以上時(shí) ， 它就處于粘流態(tài) 。 ?Tf與分子量有關(guān) ， 分子量越大 ， Tf越高 。 ?但是 ， 當(dāng)有結(jié)晶能力的高分子在合適的條件下結(jié)晶后 ，其晶相的熔點(diǎn)卻與分子量幾乎無(wú)關(guān) 。 DMA研究生 67 ?因此它不結(jié)晶時(shí)的 Tf與它結(jié)晶后晶相的 Tm之間就存在下述兩種可能： ?①當(dāng)分子量較低，從而 Tf＜ Tm時(shí)，則當(dāng)溫度升到熔點(diǎn) Tm時(shí)，必定同時(shí)滿足 T＞ Tf，該高聚物將處于粘流態(tài)；儲(chǔ)能模量或動(dòng)態(tài)粘度隨溫度升高而迅速降低， tanδ迅速增大，趨向于無(wú)窮大，圖 130中曲線 1 ?② 如果分子量較高，從而 Tf＞ Tm，那么，在熔點(diǎn)以上和流動(dòng)溫度以下的 Tm＜ T＜ Tf的溫度范圍內(nèi)，高聚物將處于高彈態(tài)，儲(chǔ)能模量降到 106~107Pa；只有當(dāng)溫度繼續(xù)升到 Tf以上，高聚物才處于粘流態(tài) (圖 130中曲線 2)。 DMA研究生 68 DMA研究生 69 ?在部分結(jié)晶高聚物以玻璃態(tài)非晶相與晶相共存時(shí)，也存在與局部分子運(yùn)動(dòng)相關(guān)的次級(jí)轉(zhuǎn)變。 ?非晶相的次級(jí)轉(zhuǎn)變機(jī)理與前述非晶態(tài)線形高聚物中的相同，晶相的次級(jí)轉(zhuǎn)變一般包括晶相中鏈段的局部振動(dòng)、側(cè)基和鏈端的運(yùn)動(dòng)、缺陷的局部運(yùn)動(dòng)和同素異晶之間的晶型轉(zhuǎn)變等，情況更為復(fù)雜。 DMA研究生 70 ?部分結(jié)晶高聚物多用作為塑料和纖維 ?對(duì)這類高聚物， Tm是它們使用溫度的上限 ?對(duì)于 Tm＞ Tf的部分結(jié)晶高聚物， Tm也是其熔體加工中熔體溫度的下限 ?對(duì)于 Tm＜ Tf的部分結(jié)晶高聚物， Tf才是其熔體加工中的溫度下限 ?Tg的高低決定這類材料在使用條件下的剛度與韌性 ?Tg低于室溫者，在常溫下猶如橡膠增韌塑料，既有一定的剛度又有良好的韌性，如聚乙烯、聚四氟乙烯等 ?Tg高于室溫者，在常溫下具有良好的剛度，如聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等 ?TβTm是纖維冷拉和塑料沖壓成型的溫度范圍 DMA研究生 71 ?非晶態(tài)交聯(lián)高聚物 ?共混高聚物 ?樹脂 固化劑體系 ?聚合物填充體系 采用 DMA研究環(huán)氧樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 DMA的具體操作 DMA研究生 72 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAIT
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