材料热失重分析

第三方科研检测机构

综合性检验测试研究所

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信息概要

热失重分析(Thermogravimetric Analysis, TGA)是一种通过测量材料在受控温度程序下质量变化的关键检测技术,广泛应用于高分子材料、无机复合材料、药物制剂及能源材料等领域。该技术通过记录样品在加热或恒温过程中的质量损失曲线(TG曲线)及其微商曲线(DTG曲线),可精准分析材料的热分解特性、组分含量及热稳定性。第三方检测机构通过TGA技术为客户提供材料成分鉴定、热稳定性评估、工艺优化及质量控制服务,尤其在材料研发、工业生产和安全合规方面具有不可替代的作用。 第三方检测服务的重要性体现在:1)通过微量样品快速获取材料热响应数据,支持复杂热行为的动力学分析;2)验证材料在高温、氧化或惰性气氛下的性能稳定性,确保工程应用的可靠性;3)辅助企业优化生产工艺,例如通过炭黑含量测定提升滴灌带等产品的耐候性。

检测项目

  • 残余质量百分比:高温处理后剩余物质的质量占比,反映材料热稳定性和无机成分含量
  • DTG曲线峰值温度:质量损失速率最大点对应的温度,表征主要分解阶段
  • 起始分解温度:材料开始显著失重的温度阈值,用于评估热稳定性下限
  • 终止分解温度:材料完成主要分解反应的温度,界定热过程区间
  • 炭黑含量:通过氮气/空气气氛切换法测定高分子材料中炭黑比例
  • 挥发分释放速率:单位时间内挥发性物质逸出的质量变化
  • 氧化诱导时间:材料在氧化气氛中抵抗热氧化的持续时间
  • 灰分含量:高温煅烧后不可燃残留物的质量百分比
  • 吸附/解吸特性:材料吸潮或脱附行为对热重曲线的影响
  • 玻璃化转变温度:通过联用DSC检测非质量变化的相变点
  • 热收缩率:特定温度下材料尺寸变化的百分比
  • 交联度评估:交联高分子裂解阶段的失重特征分析
  • 阻燃性能:材料在高温下的炭化长度与阻燃效率关联
  • 水分含量:低温区质量损失对应游离水和结合水含量
  • 聚合物降解动力学参数:活化能、反应级数等动力学模型计算
  • 材料纯度:通过单一分解阶段的质量损失验证成分均一性
  • 抗氧化剂有效性:添加剂对材料热氧化延迟作用的量化
  • 涂层热稳定性:多层材料中各组分的热响应差异分析
  • 纤维含量:复合材料中增强纤维与基体的热分解区分
  • 热防护性能(TPP值):透过材料的热能阈值测定

检测范围

  • 聚乙烯及其衍生物(XLPE、HDPE、LLDPE)
  • 橡胶与弹性体材料
  • 炭黑填充高分子复合材料
  • 阻燃腈氯纶织物
  • 芳纶纤维增强材料
  • 陶瓷先驱体及无机涂层
  • 药物原料与固体制剂
  • 生物降解塑料(PLA、PHA)
  • 锂离子电池电极材料
  • 金属有机框架(MOFs)
  • 相变储能材料
  • 碳纤维增强树脂基复合材料
  • 沥青基碳材料
  • 纤维素及其衍生物
  • 硅酸盐玻璃与铋酸盐玻璃
  • 纳米颗粒掺杂高分子
  • 环氧树脂与固化体系
  • 食品包装薄膜材料
  • 沥青基防水卷材
  • 土壤有机质与沉积物

检测方法

  • 静态气氛热重法:在恒定气氛(氮气、氧气)下进行线性升温测试
  • 动态气氛切换法:通过程序控制气氛类型变化(如氮气转空气)
  • 等温失重分析:固定温度下长时间监测质量变化
  • 多升温速率法(Friedman法):计算活化能的等转化率动力学分析
  • 微商热重曲线(DTG)解析:失重峰分离与组分定量
  • 同步DSC-TGA联用:同步监测热流与质量变化
  • 热重-红外联用(TGA-FTIR):逸出气体成分分析
  • 热重-质谱联用(TGA-MS):分解产物分子量鉴定
  • ASTM E1131标准法:材料热稳定性通用测试流程
  • ISO 11358标准法:塑料热重分析国际标准
  • GB/T 29541:炭黑含量测定国家标准
  • GB/T 13021:聚乙烯管材炭黑测定方法
  • ASTM D3850:热重法测定活化能标准
  • 氧化诱导期(OIT)测试:评估材料抗氧化能力
  • 阶梯升温法:分段加热以分离复杂分解过程

检测仪器

  • 热重分析仪(DTG-60)
  • 同步热分析仪(STA)
  • 差示扫描量热-热重联用仪(DSC-TGA)
  • 管式电阻炉
  • 马弗炉(箱式电阻炉)
  • 微量电子天平(BS224S)
  • 气体流量控制系统
  • 红外热像仪
  • 激光闪射导热仪
  • 动态力学分析仪(DMA)
  • 真空干燥箱
  • 恒温恒湿试验箱
  • 傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)
  • 质谱仪(MS)
  • X射线断层扫描系统

结语

以上是关于材料热失重分析的介绍,如有其它问题请 联系在线工程师

 
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