用DMA测试玻璃化温度标准方法
1.内容
1.1这个测试方法是指用DMA测试玻璃化转变温度。
1.2这个测试方法适用于热塑性、热固性聚合物,以及一部分在玻璃转变区热稳定的结晶材料。
1.3最合适的温度取决于以前用过的仪器,但是为了能测试更多的材料,最低温度大概在-150℃.
1.4这种测试方法适用于弹性模量在0.5Mpa-100Gpa之间的材料。
1.5 SI单位是标准,其他单位不在标准中。
1.6这个标准跟IEC61006相似,但是它是把损失模量中的高峰温度作为玻璃化转变温度,而IEC61006是用储存模量外挂点作为玻璃化转变温度。
1.7这个标准没有标注所有的安全措施,使用者有责任建立适当的安全练习,建立适当的规则以便使用。
2.引用文献
2.1 ASTM标准
D 1092
E 691
E 1142
E 1363
E 1545
E 1867
E 2254
2.2其他标准
IEC 61006
3.术语
3.1定义
3.1.1这些技术指标在D 4092和E 1142中写出,包括摄氏温度,DMA,玻璃化转变,玻璃化转变温度,损失模量,储存模量,粘弹性等
3.1.2 DMA通常是用来研究样品粘弹性,在受力或者振荡的力下。这种力可能在拉伸,
弯曲中要用到。
4.测试方法总结
4.1已知尺寸的样条放在固定或者振荡频率的机械中监测温度,在加热过程中,玻璃化转变区在储存模量中被快速的标记,在损失模量中被快速的标记,还有切线,样条的玻璃化转变区在减少的储存模量中表示出来,它表示转变从玻璃态到粘弹态。
5.意义
5.1这种测试方法能标记材料的玻璃化转变区域和玻璃化转变温度。
5.2 DMA监测材料的粘弹性,在理想情况下,储存模量上的那点能表示玻璃化转变。
5.3 Tg能表达出很多特性,如材料的热塑性,热固性,材料的热历史,加热过程中的情况,物理稳定性,化学反应,加热的度数,甚至结构和电性能。
5.4这种测试方法对质量控制,编写规范,科研都很有用。
6.干扰因素
6.1因为样品的尺寸较小所以样品应该同质且能代表整个材料。
6.2增加或减小升温速率都会改变结果。
6.3转变温度是在实验频率下的一个特征,所以应该指定仪器的频率。
7.仪器
仪器的功能是保证样品的尺寸稳定,为了使弹性在机械振荡中能够耗散,DMA操作是以表中模型中的一个。
7.2仪器应按照一下规则
7.2.1夹具应获得许可证,样品可能在在两边、一边或者任何一边都没有的情况下被加紧。
7.2.2样条振荡的应力应变。形变先有然后释放在震动设备中。
7.2.3探测器,用来确定实验参数,例如应力、应变、频率、温度。温度应该准确测量,准确性到±0.5℃,力准确到±1%,频率准确到±0.1Hz。
7.2.4用炉子控制样品温度,或者通过加热、冷却,或者通过一些措施保持环境温度在一个稳定的值,温度环节应该充分稳定最好保持在±0.5℃,温度测量精确到±1.0℃.
7.2.5数据收集装置。最小输出信号要求能测出DMA的储存模量、损失模量、切线、温度随时间变化的曲线。
7.3需用氮气、氦等气体清洗仪器。
7.4游标卡尺或其他测量仪器用来测量尺寸
8.预防措施
8.1在加热材料中释放的有毒的,腐蚀性的,污水等对人和仪器有危害的应该处理掉。
8.2多种模式下的转换。在一些实验条件下需要转变一些次级的到逐级的玻璃转变。初级转变可能跟玻璃化转变,熔化过程,结晶,化学反应,运动等有关。
9.样条
9.1样条可以使任何统一的尺寸,但是通常是矩形的形式便于分析,如果样条有加热要求以满足分析需要,这样必须记录下来。
9.2由于DMA型号众多,样品测量尺寸在1×5×20mm—1×10×50mm之间。
10.校准
校准储存模量和温度信号分别用测试方法E 1867和E 2254。
11.步骤
11.1按照制造者的建议安装样条
11.2测量长、宽、厚,精确到±0.01mm
11.3最大的应变振幅应在材料线性弹性范围内,在1%-5%之间。
11.4产品测试升温速率为1℃/min,频率是1Hz,其他的升温速率和频率也可以但是要记录。
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