动态热机械分析在玻璃化转变温度测定、研究高分子材料性能方面的应用的
更新时间：2020-09-09 点击次数：4192
DMA是Dynamic thermomechanical analysis的缩写，即
动态热机械分析。使样品处于程序控制的温度下，并施加单频或多频的振荡力，研究样品的机械行为，测定其储能模量、损耗模量和损耗因子随温度、时间与力的频率的函数关系。广泛应用于热塑性与热固性塑料、橡胶、涂料、金属与合金、无机材料、复合材料等领域。本文将介绍DMA在玻璃化转变温度测定、研究高分子材料的低温性能、耐热性、阻尼性能和材料相容性等方面的广泛应用：
1、玻璃化转变温度（Tg）
DMA测试玻璃化转变温度（Tg），测试原理是基于高分子材料在玻璃化转变过程中，机械性能（储能模量等）会发生急剧变化，通常会产生多个数量级的变化，所以可以很敏感地测量到材料的玻璃化转变过程。相对于DSC、TMA等Tg测试方法，具有灵敏度高、更接近材料真实应用场景等优点。DMA尤其适合高填料填充量材料、高交联热固性材料、玻璃化转变过程中存在与其他效应（如松弛）重叠等很难用DSC、TMA测试的样品。
2、阻尼性能
用作减震、隔音、缓冲使用的高分子材料，将固体机械振动能转变为热能而耗散，这类材料通常称为阻尼材料。由于其应用的特殊性，要求材料具备较大的力学损耗。DMA测试可以直接得到材料的力学损耗随温度或频率或时间的变化曲线，通过对比分析高分子材料在特定条件下阻尼性能的差异，对阻尼材料的研究、选择和改进有着非常重要的指导意义。
3、相容性
为了改善高分子材料的综合性能，通常会采用共混改性的方法。一般来讲，2种以上材料组成的共混物，视其共混的相容性程度、可能会形成均相或者多相结构。通过DMA测试所得的曲线，可以非常显著地表征材料的相容性，如图2所示，是一种典型的多相结构，若2种组分不*相容时，共混物则会形成两相，DMA损耗因子曲线中将出现多个损耗峰。研究共混物的相容性，可以验证高分子共混改性效果、材料加工工艺对于性能的影响、分析因相容性而引起的失效等。
除了以上所列的这些应用以外，DMA还可以完成评价高分子材料的软化温度、粘弹行为（应力松弛、蠕变）、老化行为、次级转变、耐寒性、耐热性、结晶等性能。通过对DMA数据的深度分析，还可以指导产品设计和材料使用、材料优选及优化、产品缺陷评价（失效分析）、可预测高分子使用寿命等。
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