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DSC测试玻璃化转变温度的妙用

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高分子材料热性能一直是材料性能的重要参数，决定材料的用途，还能够用于工业质量控制及产品研发。一般而言，玻璃化转变温度是热塑性塑料的使用上限温度，是橡胶或者弹性体的使用下限温度。 1、结晶聚合物与非结晶聚合物区别 非晶态聚合物，又称无定性聚合物，分子形状、分子相互排列为无序状态的高分子，对于无定形、非结晶性聚合物而言，非结晶态等同于无定形态。 结晶态高分子聚合物规则排列区域称为晶区,无序排列区域称为非晶区,晶区所占的百分比称为结晶度,通常结晶度在80%以上的聚合物称为结晶性聚合物 。 大多数聚合物都存在着结晶部分、非结晶部分，结晶部分与非结晶部分的比例称为结晶度。 2、高聚物玻璃态、高弹态、粘流态及Tg 高聚物在一定恒定压力下，制品的形变状态与温度变化的关系。低温区间，高聚物呈刚性，与外力作用形变很小，状态类似玻璃，称为玻璃态；升温至特定区间，与外力作用下形变明显且一定温度区间随温度升高，形变变化相对稳定，称为高弹态；温度升高至高聚物形成粘性流体，形变不能恢复，称为粘流态。 一般，玻璃态向高弹态的转变叫做玻璃化转变，形态转变过程的温度区间称为玻璃化温度（Tg）；高弹态向粘流态转变，转变过程区间温度，称为粘流温度（Tf）。 通常，无定型的非晶聚合物通常只有一个玻璃化转变温度；对于结晶聚合物，存在一个熔点（Tm）和一个典型的玻璃化转变温度，因为结晶聚合物通常不能够达到百分百结晶，其中含部分无定型部分。

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3、玻璃化转变温度（Tg）的计算单体均聚物玻璃化温度可以在工具书中查阅，均聚物中可以采用FOX公式获得Tg计算值。玻璃化转变温度的计算与实际温度存在着一定偏差。4、玻璃化转变温度测定主要方法膨胀法、热机械法、差示扫描热法（DSC）、DTA法、动态力学性能分析（DMA）法、核磁共振法（NMR）。差示扫描热法（DSC）是最传统、最常用的测量方法，差示扫描量热仪测量试样和参比物的功率差（热流率）与温度的关系，进而得到材料的玻璃化转变温度；动态机械分析法（DMA）是最为灵敏的方法，测量对试样施加恒振幅的正弦交变应力，观察应变随温度或者时间的变化规律，从而计算力学参数用来表征弹性体一种方法；热机械分析法（TMA）：利用敏感性好的探针测量材料的膨胀系数，根据这种变化测量材料玻璃化转变温度。差示扫描量热仪是目前最简单和廉价的测量仪器。5、玻璃化转变温度（Tg）影响主要因素（1）分子链柔顺性：分子链柔性越大，玻璃化转变温度（Tg）越低；分子量刚性越大，则玻璃化转变温度（Tg）越高。（2）交联：聚合物分子交联，减少自由体积，分子链运动受阻，柔性降低，玻璃化转变温度（Tg）升高；（3）分子量：分子量小，该影响因素明显。分子量超过一定程度，玻璃化转变温度（Tg）随分子量变化就不明显了。（4）增塑剂：增塑剂对玻璃化转变温度影响较为明显。玻璃化转变温度较高，加入增塑剂之后，玻璃化转变温度（Tg）明显降低。（5）离子键：引入高分子链中，可以显著提高玻璃化转变温度（Tg）。6、玻璃化转变温度的产品应用以丙烯酸树脂玻璃化转变温度（Tg）为例，根据涂料品种、性能和特殊性能等综合要求，具体情况如下：Tg越高，涂抹越硬，抗划伤性能越强，但是涂抹不能脆；同时，制漆后，涂膜表干越好，溶剂释放越快。与此同时，Tg越高，树脂反应最终黏度越大，制漆后，耐溶剂、耐腐蚀性能越好。1、面漆热塑性塑料漆用树脂的Tg一般高于70 ℃；底漆的塑料涂料用树脂Tg可控制在45-60 ℃为宜；2、电视机、手机、电脑等面漆用热塑性丙烯酸金属涂料树脂Tg为90-110℃为宜；3、ABS塑料涂料综合性能要求高，丙烯酸树脂Tg必须尽可能的高，一般在100-110 ℃为宜；PP塑料底漆改性热塑性丙烯酸树脂Tg以50-65 ℃为宜。

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上海众路实业有限公司为您提供《DSC测试玻璃化转变温度的妙用》，该方案主要用于天然橡胶中理化分析检测，参考标准《暂无》，《DSC测试玻璃化转变温度的妙用》用到的仪器有DSC-500DS型10.1寸工控机操作差示扫描量热仪、TGA 热重分析仪 同步热分析仪、高精度热重和差示一体机同步热分析仪、 低温差示扫描量热仪、恒温水浴装置、众路 热分析仪耗材 DSC坩埚压片机、TA PE规格坩埚制样用卷边坩埚压片机。

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