DMA是Dynamic thermomechanical analysis的縮寫,即
動態(tài)熱機械分析,。使樣品處于程序控制的溫度下,,并施加單頻或多頻的振蕩力,研究樣品的機械行為,,測定其儲能模量,、損耗模量和損耗因子隨溫度、時間與力的頻率的函數(shù)關(guān)系,。廣泛應(yīng)用于熱塑性與熱固性塑料,、橡膠、涂料,、金屬與合金,、無機材料、復合材料等領(lǐng)域。本文將介紹DMA在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測定,、研究高分子材料的低溫性能,、耐熱性、阻尼性能和材料相容性等方面的廣泛應(yīng)用:
1,、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)
DMA測試玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),,測試原理是基于高分子材料在玻璃化轉(zhuǎn)變過程中,機械性能(儲能模量等)會發(fā)生急劇變化,,通常會產(chǎn)生多個數(shù)量級的變化,,所以可以很敏感地測量到材料的玻璃化轉(zhuǎn)變過程。相對于DSC,、TMA等Tg測試方法,,具有靈敏度高、更接近材料真實應(yīng)用場景等優(yōu)點,。DMA尤其適合高填料填充量材料,、高交聯(lián)熱固性材料、玻璃化轉(zhuǎn)變過程中存在與其他效應(yīng)(如松弛)重疊等很難用DSC,、TMA測試的樣品,。
2、阻尼性能
用作減震,、隔音,、緩沖使用的高分子材料,將固體機械振動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳?,這類材料通常稱為阻尼材料,。由于其應(yīng)用的特殊性,要求材料具備較大的力學損耗,。DMA測試可以直接得到材料的力學損耗隨溫度或頻率或時間的變化曲線,,通過對比分析高分子材料在特定條件下阻尼性能的差異,,對阻尼材料的研究,、選擇和改進有著非常重要的指導意義。
3,、相容性
為了改善高分子材料的綜合性能,,通常會采用共混改性的方法。一般來講,,2種以上材料組成的共混物,,視其共混的相容性程度、可能會形成均相或者多相結(jié)構(gòu),。通過DMA測試所得的曲線,,可以非常顯著地表征材料的相容性,如圖2所示,是一種典型的多相結(jié)構(gòu),,若2種組分不*相容時,,共混物則會形成兩相,DMA損耗因子曲線中將出現(xiàn)多個損耗峰,。研究共混物的相容性,,可以驗證高分子共混改性效果、材料加工工藝對于性能的影響,、分析因相容性而引起的失效等,。
除了以上所列的這些應(yīng)用以外,DMA還可以完成評價高分子材料的軟化溫度,、粘彈行為(應(yīng)力松弛,、蠕變)、老化行為,、次級轉(zhuǎn)變,、耐寒性、耐熱性,、結(jié)晶等性能,。通過對DMA數(shù)據(jù)的深度分析,還可以指導產(chǎn)品設(shè)計和材料使用,、材料優(yōu)選及優(yōu)化,、產(chǎn)品缺陷評價(失效分析)、可預測高分子使用壽命等,。