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熱分析技術在高分子材料分析中的應用

熱重分析

熱重分析(TGA):熱重分析技術是在程序控溫下,測量物質的質量隨溫度(或時間)的變化關系。主要用于研究物質的相變、分解、化合、脫水、吸附、解析、熔化、凝固、升華、蒸發等現象及對物質的鑒別分析和組分分析。

 熱重分析能夠準確的分析高分子材料中的聚合物和填料的含量,根據填料的物化特性判讀出填料的種類。高分子聚合物一般在500℃左右基本全部分解,因此在600℃800℃之間的失重為碳酸鹽填料的分解,剩余量為穩定填料和碳酸鹽分解物產物的含量:如鈦白粉、硫酸鋇、二氧化硅、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅、氧化鐵、滑石粉等。

 熱重分析和紅外分析相結合可以準確得出填料的種類和聚合物的成分及配方。

 

測試項目:成分分析、材質鑒定;

 

試驗參數:升溫速率、測試溫度范圍、保溫時間、氣氛要求等;

 

熱重分析圖譜

1).丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS)塑料顆粒進行成分分析,測試條件:升溫速率20K/min、氮氣氣氛下,進行熱分解,試驗結果為該ABS顆粒樣品共聚物含量為98.01%,灰分含量為1.99%,試驗圖譜如下:

ABS-TGA-1.jpg

圖1 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)塑料顆粒TG圖譜

 

2.TGFTIR相結合在聚合物成分分析中的應用

   對某一橡膠密封圈進行成分分析,首先通過傅里葉紅外光譜分析儀(FTIR)確定橡膠的配號及類型為氟橡膠FKM26,偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物;再通過熱重分析(TGA)進一步確定橡膠的精細成分含量為:有機助劑含量1.07%,共聚物含量48.39%,氫氧化鈣含量3.88%,炭黑和碳酸鈣含量12.77%,灰分為33.89%,試驗圖譜如下:

氟橡膠-FTIR-1.jpg

圖2 橡膠材質鑒定(FTIR

 

氟橡膠-TGA-OK-1.jpg

圖3 氟橡膠成分分析(TGA

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