動態(tài)熱機械分析

動態(tài)熱機械分析第1頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1、零負荷測定2、靜態(tài)負荷測定3、動態(tài)負荷測定熱膨脹法靜態(tài)熱機械動態(tài)熱機械第2頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-1熱膨脹法定義：在程序控溫下，測量物質(zhì)在可忽略負荷時尺寸與溫度關系的技術。線熱膨脹法體熱膨脹法第3頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-1熱膨脹法線熱膨脹法：溫度升高1度，試樣某一方向上相對伸長（或收縮）量：

α=△L/（L0△T）

α—線膨脹系數(shù)（1/K）L0—初始長度△T—試驗溫度差第4頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-1熱膨脹法

α=△L/（L0△T）

美國：-30-30℃日本：25-80℃我國：0-40℃注意：要求測試溫度范圍內(nèi)無相轉變第5頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-1熱膨脹法體熱膨脹法：溫度升高1度，試樣體積膨脹（或收縮）的相對量：

γ=△V/（V0△T）

γ—體膨脹系數(shù)（1/K）V0—初始體積△T—試驗溫度差第6頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-1熱膨脹法DIL402PC熱膨脹儀德國

第7頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-1熱膨脹法DIL402C熱膨脹儀

德國

第8頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-1熱膨脹法DIL402E熱膨脹儀

德國

第9頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-2靜態(tài)熱機械分析定義：在程序控溫下，測量物質(zhì)在非振動負荷下的溫度與形變關系的技術。拉伸壓縮彎曲扭轉第10頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-2靜態(tài)熱機械分析△LT/℃TgTf例1PMMA溫度-形變曲線（壓縮）第11頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-2靜態(tài)熱機械分析△LT/℃例3PE線膨脹系數(shù)（壓縮）HDPELDPE第12頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-2靜態(tài)熱機械分析△LT/℃例4環(huán)氧樹脂線膨脹系數(shù)（壓縮）Tg=128℃d△L/dt第13頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-2靜態(tài)熱機械分析針入度T/℃例5聚酯/聚酰亞胺（針入度）Tg1

Tg2

第14頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-2靜態(tài)熱機械分析溫度負荷壓頭樣品介質(zhì)千分表例6塑料維卡軟化點測定（針入度）第15頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-2靜態(tài)熱機械分析溫度負荷壓頭樣品介質(zhì)千分表例6塑料熱變形溫度測定（彎曲法）第16頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-2靜態(tài)熱機械分析△LT/℃例6溫度-彎曲形變曲線（彎曲法）PCHDPELDPEPVC第17頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-2靜態(tài)熱機械分析△LT/℃例6溫度-拉伸形變曲線（拉伸法）硬PVCLDPE苯丙共聚纖維素第18頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1熱機械分析

1-2靜態(tài)熱機械分析△VT/℃例7天然橡膠體膨脹曲線（膨脹法）Tg

Tm

Tg

第19頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-1基本定義定義：在程序控溫下，測量物質(zhì)在振動載荷下的動態(tài)模量和（或）力學損耗與溫度的關系。(DynamicMechanicalAnalysis,DMA)第20頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-2基本特點特點1：小樣品，寬溫度、頻率范圍。特點2：表征結構變化-分子運動-性能。特點3：動態(tài)載荷產(chǎn)品設計（輪胎）。玻璃化轉變、結晶、取向、交聯(lián)、相分離第21頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-3基本原理粘性在應力下產(chǎn)生流動的能力彈性應力后恢復原狀的能力粘彈性同時具粘性液體與純彈性質(zhì)應力單位面積上承受的力應變ε=△L/L0第22頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-3基本原理模量應力與應變之比，剛性量度。柔量模量的倒數(shù)，柔性量度。泊松比外力下縱、橫向應變之比。

μ=-ε2/ε1E=2G（1+μ）E—楊氏模量，G—剪切模量第23頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-3基本原理線性粘彈性行為：ε=ε0sin(ωt)σ=σ0sin(ωt+δ)ω–角頻率δ–相位差第24頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-3基本原理線性粘彈性行為：σ=σ0sin(ωt)cosδ+σ0cos(ωt)sinδε=ε0sin(ωt)第25頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-3基本原理線性粘彈性行為：σ=ε0E’sin(ωt)+ε0E’’cos(ωt)

E’=(σ0/ε0)COS

δ

E’’=(σ0/ε0)sinδ第26頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-3基本原理E‘Tanδδγβα非晶態(tài)高聚物DMA溫度譜（頻率一定）次級松弛轉變玻璃化轉變T第27頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-3基本原理lgE‘Tanδ非晶態(tài)高聚物DMA頻率譜（溫度一定）lgω

lgE’’E‘E’’Tanδ第28頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-3基本原理高聚物DMA頻率譜（溫度一定）高聚物DMA溫度譜（頻率一定）由于調(diào)節(jié)溫度比調(diào)頻率更容易，因此DMA溫度譜最常用。第29頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-4分析儀器DMA242C動態(tài)熱機械分析儀

第30頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-4分析儀器F三點彎曲第31頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-4分析儀器F雙懸臂梁第32頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-4分析儀器F單懸臂梁第33頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-4分析儀器F纖維延伸第34頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-4分析儀器F薄膜延伸第35頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2動態(tài)熱機械分析

2-4分析儀器F平行板第36頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3在高分子材料中的應用3-1玻璃化溫度測定TE’’,Tanδ.Tg

玻璃化轉變附近:E’’,Tanδ最大

第37頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3在高分子材料中的應用3-1玻璃化溫度測定例1NBR/S,ZnO,DM/C體系

第38頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3在高分子材料中的應用3-1玻璃化溫度測定例1NBR/CoCl2體系

第39頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3在高分子材料中的應用3-2耐熱性能評價第40頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度負荷壓頭樣品介質(zhì)千分表例6塑料維卡軟化點測定（針入度）第41頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度負荷壓頭樣品介質(zhì)千分表例6塑料熱變形溫度測定（彎曲法）第42頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3在高分子材料中的應用3-2耐熱性能評價

特點：熱變形溫度（維卡軟化點）測定結果僅適合于同種材料間的相對比較，不能全面衡量材料的耐熱性能。第43頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3在高分子材料中的應用3-2耐熱性能評價E’T硬PVC

尼龍6T1T20.90GPa第44頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3在高分子材料中的應用3-3耐寒性或低溫韌性評價1、塑料：非晶態(tài)的玻璃態(tài)（T<Tg).2、塑料：晶態(tài)+玻璃態(tài)（T<Tg).3、塑料：晶態(tài)+橡膠態(tài)（T>Tg).塑料耐寒性：低溫下可運動單元情況。第45頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月E‘E‘’，Tanδδγβα非晶態(tài)高聚物DMA溫度譜（頻率一定）次級松弛轉變玻璃化轉變T3-3耐寒性或低溫韌性評價第46頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3在高分子材料中的應用塑料耐寒性：低溫下可運動單元情況。在DMA譜圖上低溫損耗峰位置越低，強度越強，則塑料的低溫度韌性越好。第47頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3在高分子材料中的應用

ASTM落錘沖擊試驗：測試樣品多達30個以上，在-29℃下調(diào)節(jié)24小時。（測試結果重復性差）第48頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3在高分子材料中的應用3-4評價高分子耐環(huán)境能力TLog(Tanδ)干態(tài)50%濕度100%濕度aβγ尼龍66吸水前后性能變化第49頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3在高分子材料中的應用3-4評價高分子耐環(huán)境能力TTanδUV-固化硫醇樹脂老化前后DMA未老化老化12h老化24h第50頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3在高分子材料中的應用3-4評價高分子耐環(huán)境能力環(huán)境因素（光、熱、水、氧等）結構改變（交聯(lián)、斷鏈、結晶、化學基團）DMA分析（Tanδ-T,E’’-T)第51頁，課件共54頁，