高分子物理及表征

1、DSC在高分子材料領(lǐng)域的應(yīng)用在高分子材料研究領(lǐng)域，隨著高分子工業(yè)的迅速發(fā)展，為了研制新型的高分子材料與控制高分子材料的質(zhì)量和性能，測定高分子材料的熔融溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、混合物的組成、熱穩(wěn)定性等是必不可少的[12]。為了測定高分子材料放的這些物理性質(zhì)，熱分析（ThermalAnalysis）技術(shù)有著十分重要的作用。熱分析是在程序控制溫度下，測量物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度關(guān)系的一種技術(shù)。DSC（DifferentialScanningCali

2、meter）是熱分析中的一種非常重要的技術(shù)方法。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO規(guī)定：DSC就是測量在程序控制溫度下，輸入到試樣和參比物之間的功率差（dHdt）與溫度（T）的關(guān)系的一種技術(shù)。該熱流差能反映樣品隨溫度或時間變化所發(fā)生的焓變：樣品吸收能量時，焓變?yōu)槲鼰?；?dāng)樣品釋放能量時，焓變?yōu)榉艧帷?DSC的分類及原理根據(jù)所用測量方法的不同，DSC分為熱流型、功率補(bǔ)償型和調(diào)制熱流型。（1）熱流型（HeatFlux）在給予樣品和參比品相同的功率下，測定樣品和參

3、比品兩端的溫差T，然后根據(jù)熱流方程，將T（溫差）換算成Q（熱量差）作為信號的輸出。（2）功率補(bǔ)償型（PowerCompensation）在樣品和參比品始終保持相同溫度的條件下，測定為滿足此條件樣品和參比品兩端所需的能量差，并直接作為信號Q輸出。（3）調(diào)制熱流型（ModulatedHeatFlux）在傳統(tǒng)熱流型DSC線性變溫基礎(chǔ)上，疊加一個正弦震蕩溫度程序，最后效果是可隨熱容變化同時測量熱流量，利用傅立葉變換將熱流量即時分解成熱容成分動力

4、學(xué)成分。2DSC曲線ExoEndodHdt(mW)TdTgTcTmGlassTransition玻璃化轉(zhuǎn)變Crystallization結(jié)晶基線Melting熔融Decomposition分解氣化放熱行為（固化，氧化，反應(yīng)，交聯(lián)）T(K)圖1.DSC典型綜合圖譜橫坐標(biāo)：T—溫度，單位K；縱坐標(biāo)：dHdt—熱焓變化率，即熱流率，單位mW峰向上表示吸熱，向下表示放熱3DSC實驗技術(shù)d?Qdt溫度Tgd?Qdt溫度Tg圖3.從DSC曲線中確定

5、Tg4.2共聚物和共混物的成分檢測共聚物相互混合在DSC曲線上則呈現(xiàn)出單一的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；如果發(fā)生相分離，在DSC曲線上則顯示出兩個純組分的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg表征了聚合物的類型，而玻璃化轉(zhuǎn)變臺階的高度Cp則反映了聚合物的含量；共聚物相互混合在DSC曲線上則呈現(xiàn)出單一的熔融吸熱峰，若發(fā)生相分離在DSC曲線上則顯示出兩個純組分的熔融吸熱峰，用DSC曲線可檢測混合物和共聚物是相互混合或是相互分離，從而可檢測其成分[3]。利用

6、DSC測定高分子共混物的Tg是研究高分子共混物結(jié)構(gòu)的一種十分簡便且有效的方法。例如，對于不相容性的高分子共混物，在它們的DSC曲線上將顯示共混高分子各自的玻璃化轉(zhuǎn)變，而對于完全相容的高分子共混物，它們的DSC曲線上將顯示一個玻璃化轉(zhuǎn)變，部分相容的高分子共混物，其共混組分的玻璃化轉(zhuǎn)變會互相靠攏，若在曲線上顯示與共混組分的Tg不同的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，表明不同共混組分間相容性較好[4]。分析共混物的成分的實例如下：圖4.脆性的聚丙烯往往與聚乙烯