颗粒玻璃化转变温度测定

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综合性检验测试研究所

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信息概要

颗粒玻璃化转变温度(Tg)是表征材料从玻璃态向高弹态转变的关键热力学参数,对材料的加工性能、力学稳定性及实际应用场景具有决定性影响。第三方检测机构通过正规测试手段,可为高分子材料、金属玻璃、复合材料等多种颗粒体系提供精准的Tg测定服务,确保产品研发、质量控制和工艺优化的科学性与可靠性。检测的重要性在于:评估材料的热稳定性、预测材料在动态负载下的行为、优化增塑剂配比,以及验证是否符合行业标准(如GB/T 11998等)。例如,Tg的测定可揭示增塑剂对聚乳酸(PLA)脆韧转变的影响,或评估非晶合金的晶化动力学。

检测项目

  • 玻璃化转变温度(Tg):材料从玻璃态转变为高弹态的特征温度,反映分子链段运动能力。
  • 结晶度:晶相与非晶相的比例,影响材料的热稳定性与力学性能。
  • 储能模量(E′):材料在动态载荷下的弹性响应能力,表征刚性。
  • 损耗模量(E″):材料粘性响应能力,反映能量耗散特性。
  • 损耗因子(tanδ):E″与E′的比值,用于判断材料内部分子运动状态。
  • 热膨胀系数:温度变化引起的体积变化率,影响材料尺寸稳定性。
  • 断裂伸长率:材料断裂前的最大形变能力,反映韧性。
  • 拉伸强度:材料抗拉伸破坏的最大应力。
  • 热稳定性(Td):材料开始分解的温度,通过热重分析(TGA)测定。
  • 晶化激活能(Ea):非晶材料晶化过程的能量壁垒,用于预测热稳定性。
  • 过冷液相区宽度(ΔTx):Tg与晶化温度差值,反映非晶形成能力。
  • 次级转变温度(Tβ, Tγ):分子侧链或小链段运动的特征温度。
  • 应力松弛行为:恒定形变下应力随时间衰减的特性。
  • 蠕变性能:恒定应力下形变随时间增加的响应。
  • 动态粘度:交变应力下材料的流动阻力。
  • 相变温度(Tt):材料发生结构相变的临界温度。
  • 脆性参数(m):表征材料低温脆化倾向的指标。
  • 相容性:多相材料中各组分分子间相互作用评估。
  • 分子量分布:影响Tg及加工性能的关键参数。
  • 交联密度:网络结构紧密程度,决定材料弹性与耐热性。

检测范围

  • 聚乳酸(PLA)及其改性材料
  • 聚氨酯弹性体
  • 天然橡胶及合成橡胶
  • 金属玻璃(如Zr基非晶合金)
  • 环氧树脂复合材料
  • 聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等通用塑料
  • 聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)等工程塑料
  • 淀粉基生物降解材料
  • 纳米粘土增强复合材料
  • 木塑复合材料
  • 竹纤维增强材料
  • 热塑性弹性体(TPE)
  • 硅胶及有机硅材料
  • 光固化树脂(如3D打印材料)
  • 涂料与胶黏剂体系
  • 药物缓释载体颗粒
  • 食品包装薄膜
  • 陶瓷前驱体聚合物
  • 形状记忆高分子
  • Vitrimers(动态共价网络聚合物)

检测方法

  • 差示扫描量热法(DSC):通过热流变化测定Tg和相变温度
  • 动态热机械分析(DMA):测量材料动态模量与温度/频率的关系
  • 热重分析(TGA):评估材料热稳定性与分解温度
  • 热机械分析(TMA):测定材料热膨胀系数与尺寸变化
  • X射线衍射(XRD):分析结晶度与非晶结构
  • 红外光谱(FTIR):检测分子官能团变化与相容性
  • 核磁共振(NMR):研究分子链运动与交联密度
  • 拉伸试验法:测定断裂伸长率与拉伸强度
  • 蠕变-回复测试:评估材料长期形变行为
  • 频率扫描法:分析粘弹性随频率的变化
  • 时温叠加(TTS):预测宽温度/频率范围内的材料行为
  • 介电弛豫谱(DRS):研究极性分子链段运动
  • 扫描电镜(SEM):观察微观形貌与相分离结构
  • 原子力显微镜(AFM):纳米尺度模量分布测定
  • 流变学测试:表征熔体黏度与加工性能

检测仪器

  • 差示扫描量热仪(DSC200F3)
  • 动态热机械分析仪(DMA Q800)
  • 热重分析仪(TA Q500)
  • 万能拉伸试验机(EMT型)
  • X射线衍射仪(XRD)
  • 红外光谱仪(FTIR iS10)
  • 核磁共振波谱仪(NMR)
  • 扫描电子显微镜(S3400N-Ⅰ)
  • 原子力显微镜(SPM-9600)
  • 旋转流变仪(MARS)
  • 电感耦合等离子体发射光谱仪(OPTIMA7000DV)
  • 凝胶色谱仪(GPC)
  • 激光粒度分析仪
  • 接触角测量仪(DSA100)
  • 高压热重分析仪(TherMax500)

结语

以上是关于颗粒玻璃化转变温度测定的介绍,如有其它问题请 联系在线工程师

 
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