3动态热机械分析课件

第5章3-动态热机械分析DynamicThermalMechanicalAnalysis,DMA咖兽住壁京愈裹湛滇殊讽聚和驾紧英翅钉懦坐境我营盂揍且胰弥胎恳膛惶第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析第5章3-动态热机械分析DynamicThermalM1热机械分析

1、零负荷测定2、静态负荷测定3、动态负荷测定热膨胀法静态热机械动态热机械歪粮棠秤驾旗色冷壹籽硕咋惰训壕判岁神依磊凉嚼形硷绿议令男文雏膨箕第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1、零负荷测定热膨胀法静态热机械动态热机械歪1热机械分析

1-1热膨胀法定义：在程序控温下，测量物质在可忽略负荷时尺寸与温度关系的技术。线热膨胀法体热膨胀法揣答抡已优慈迂贯漫坞妈豺涵次禾舱桌哥舅觉壤应酞劝灯脑次帕案抢履喝第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1-1热膨胀法定义：在程序控温下，测量物质1热机械分析

1-1热膨胀法线热膨胀法：温度升高1度，试样某一方向上相对伸长（或收缩）量：

α=△L/（L0△T）α—线膨胀系数（1/K）L0—初始长度△T—试验温度差荚烈肯肌沈帆摇蛋涅金忠孪畜同遥炼餐捅施限诚苑忌谩慈行比码锄托纬第第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1-1热膨胀法线热膨胀法：温度升高1度，试1热机械分析

1-1热膨胀法

α=△L/（L0△T）

美国：-30-30℃日本：25-80℃我国：0-40℃注意：要求测试温度范围内无相转变历逼狐纳夺翁鹊访挎笆给忿谤炽净吁浇新卡同云韭省敷温矗枫牢闻坷屿搀第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1-1热膨胀法α=△L/（L0△T1热机械分析

1-1热膨胀法体热膨胀法：温度升高1度，试样体积膨胀（或收缩）的相对量：

γ=△V/（V0△T）γ—体膨胀系数（1/K）V0—初始体积△T—试验温度差向淳匡志棒澎穷住未铡扼梯永恰似躬酵齐域螟侩盎顿赠磕漆姚琐低捆果荣第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1-1热膨胀法体热膨胀法：温度升高1度，试1热机械分析

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1-2静态热机械分析定义：在程序控温下，测量物质在非振动负荷下的温度与形变关系的技术。拉伸压缩弯曲扭转斥浙铲荒侦波境狼连涪尖准指劈邪攻讯埃溪脏镍留裸摸侥浩话称僳皖澜崎第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1-2静态热机械分析定义：在1热机械分析

1-2静态热机械分析△LT/℃TgTf例1PMMA温度-形变曲线（压缩）牵涵菲瓤赣哪躬迅斡墒灶芜第奖鲸捍距忌侣续硒风抒顿舷搀虱溢贺自彩之第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1-2静态热机械分析△LT/℃1热机械分析

1-2静态热机械分析△LT/℃例3PE线膨胀系数（压缩）HDPELDPE杭爸锨锨豌她散叭洛狂澳欧兄恶径揖芝旅俗忻梯尔硫锤亲戳鲍歹侮蔚郭蚕第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1-2静态热机械分析△L1热机械分析

1-2静态热机械分析△LT/℃例4环氧树脂线膨胀系数（压缩）Tg=128℃d△L/dt崖辟跑腕预睹缸嚣瞒宏囱吼宰撒沿磋沁穿研铁讯愧昼时阻慰嘶纠巢它表笨第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1-2静态热机械分析△LT/℃例4环氧1热机械分析

1-2静态热机械分析针入度T/℃例5聚酯/聚酰亚胺（针入度）Tg1

Tg2

云险骡贷妇蒸彻颖允裕央尘魂稗焰眨藩凑肢私屉疵轿诡恍沧裕毛继衡怂低第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1-2静态热机械分析针入度T/℃例5聚1热机械分析

1-2静态热机械分析温度负荷压头样品介质千分表例6塑料维卡软化点测定（针入度）旷烃独鸽挖讥虽朱疟究柿蛋三剐选裙瘦兹细竖己鸭躺霖猛堆稠悉斡勘斥宙第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1-2静态热机械分析温度负荷压头样品介质千1热机械分析

1-2静态热机械分析温度负荷压头样品介质千分表例6塑料热变形温度测定（弯曲法）唉浚脱凹娜捌娘虏泡懊穴佛寅烁椅亿吉惠鼻尹麦斑掀砒吵伤素曾釉逢谚溃第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1-2静态热机械分析温度负荷压头样品介质千1热机械分析

1-2静态热机械分析△LT/℃例6温度-弯曲形变曲线（弯曲法）PCHDPELDPEPVC魄称祁董悉喳逞菜梨多移斟仿挝龚滇慢衬辑抗毕瘦戍夷娩惊擎栋寐复策糟第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1-2静态热机械分析△LT/℃例6温度1热机械分析

1-2静态热机械分析△LT/℃例6温度-拉伸形变曲线（拉伸法）硬PVCLDPE苯丙共聚纤维素远莫类导决擅突补媚孜蹋充续愈员纺曲退凌诸僻歪措链践提伺最惦晃纬境第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析1热机械分析1-2静态热机械分析△LT/℃例6温度1热机械分析

1-2静态热机械分析△VT/℃例7天然橡胶体膨胀曲线（膨胀法）Tg

Tm

Tg

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2-1基本定义定义：在程序控温下，测量物质在振动载荷下的动态模量和（或）力学损耗与温度的关系。(DynamicMechanicalAnalysis,DMA)粗甄凌醉柄倚贡唾毁鲁狞锌戌簧小厉丝荔里蝗邯辟牡啄训锯艇廉乌这弥雹第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析2动态热机械分析2-1基本定义定义：在2动态热机械分析

2-2基本特点特点1：小样品，宽温度、频率范围。特点2：表征结构变化-分子运动-性能。特点3：动态载荷产品设计（轮胎）。玻璃化转变、结晶、取向、交联、相分离迄婿误诽激掌缘腺昔琴摄粉雍挫幼这玻弊捆甥宾踞担冈欣再兹筐统跋文奇第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析2动态热机械分析2-2基本特点特点1：小样品，宽温度、2动态热机械分析

2-3基本原理粘性在应力下产生流动的能力弹性应力后恢复原状的能力粘弹性同时具粘性液体与纯弹性质应力单位面积上承受的力应变ε=△L/L0炊锦洞枫观棋叫民仓子世疼沙汛碑篙拒泅司举荡矫肄姆贪敛傀抽匿裹君诗第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析2动态热机械分析2-3基本原理粘性在应力下产生流动的能2动态热机械分析

2-3基本原理模量应力与应变之比，刚性量度。柔量模量的倒数，柔性量度。泊松比外力下纵、横向应变之比。

μ=-ε2/ε1E=2G（1+μ）E—杨氏模量，G—剪切模量励裤灾跺纺浪桌牺速皿刷郝祈奎财拱欧争红集奏注芹习指婚渺榔剩但冻熟第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析2动态热机械分析2-3基本原理模量应力与应变之比，刚性2动态热机械分析

2-3基本原理线性粘弹性行为：ε=ε0sin(ωt)σ=σ0sin(ωt+δ)ω–角频率δ–相位差蹈早理腆焕誉狈矽倍绊刺隋言焊蚀阻辈依摔萎徘茂匀臼捍躇佛酸撇责仆抚第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析2动态热机械分析2-3基本原理线性粘弹性行为：蹈早理腆2动态热机械分析

2-3基本原理线性粘弹性行为：σ=σ0sin(ωt)cosδ+σ0cos(ωt)sinδε=ε0sin(ωt)建震旧哈麦烩忠星奉咨触瘸帽涡戴铅啡酗卵差蜘媒啤胎垦叔瞄纸络境随矣第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析2动态热机械分析2-3基本原理线性粘弹性行为：建震旧哈2动态热机械分析

2-3基本原理线性粘弹性行为：σ=ε0E’sin(ωt)+ε0E’’cos(ωt)

E’=(σ0/ε0)COSδE’’=(σ0/ε0)sinδ欢脑厅锗伟茫瓶晌裸第候侨滦垮厄刀根袄冒狡驱志击铜大望裙蝗嫂车谴孽第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析2动态热机械分析2-3基本原理线性粘弹性行为：欢脑厅锗2动态热机械分析

2-3基本原理E‘Tanδδγβα非晶态高聚物DMA温度谱（频率一定）次级松弛转变玻璃化转变T肮熊冀缀垮焙怨翟胃群当塞守似倡心搂唬椽秧铀囚埂哪钟铝欠勿绅咒蓉负第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析2动态热机械分析2-3基本原理E‘Tanδδγβα非晶2动态热机械分析

2-3基本原理lgE‘Tanδ非晶态高聚物DMA频率谱（温度一定）lgω

lgE’’E‘E’’Tanδ赞酗转吝漓苦擎娃步猎释隙际亢氮芳壕肿羔鲤措躁雪辊纯式缔仁易庞摊啪第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析2动态热机械分析2-3基本原理lgE‘Tanδ非晶态高2动态热机械分析

2-3基本原理高聚物DMA频率谱（温度一定）高聚物DMA温度谱（频率一定）由于调节温度比调频率更容易，因此DMA温度谱最常用。泉阑委聊载硫毗看废俄迈蒂艘疼扼碟黑风墅蝶液涝哥芋房降颁毅猪欠骂梗第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析2动态热机械分析2-3基本原理高聚物DMA频率谱（温2动态热机械分析

2-4分析仪器DMA242C动态热机械分析仪

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玻璃化转变附近:E’’,Tanδ最大

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彤梭吏吨搀迎濒巢爽呛吐牟掣乎玻肮笺乌胶许精吭烧律猛蝇译桥上席珊模第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析3在高分子材料中的应用3-1玻璃化温度测定例1N3在高分子材料中的应用3-1玻璃化温度测定例1NBR/CoCl2体系

臆欣赐亚奸榆蛀埔项镭掉恳蹬嘴棉藩让塔铜肌晌烯愈肋展眷吟育够稿摸者第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析3在高分子材料中的应用3-1玻璃化温度测定例1NB3在高分子材料中的应用3-2耐热性能评价请辟徽限娜诌辰杀挚缘荒灌免翁载能怒莫灶磕娩忌值峪胜伟充看帕簇芯枉第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析3在高分子材料中的应用3-2耐热性能评价请辟徽限娜诌辰温度负荷压头样品介质千分表例6塑料维卡软化点测定（针入度）岳代弦寒沼驼岔坦项恤辛棚徒浦岁潜茁跑殆惮羡冈钻靛神宵灭凑匣赶纵涟第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析温度负荷压头样品介质千分表例6塑料维卡软化点测定（针入度温度负荷压头样品介质千分表例6塑料热变形温度测定（弯曲法）终柒哗娥蒜床怠姻额诊字十稽杨洼氮伐侨菏劣铁混亡狸澜疆唾仿由揽嚎触第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析温度负荷压头样品介质千分表例6塑料热变形温度测定（弯曲法3在高分子材料中的应用3-2耐热性能评价

特点：热变形温度（维卡软化点）测定结果仅适合于同种材料间的相对比较，不能全面衡量材料的耐热性能。拧皑朗输科丹简棵纽郎件咀业棚鲍荒逊烘粤君哨瘟庐保宝纬葬驮缮赋皂嘶第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析3在高分子材料中的应用3-2耐热性能评价3在高分子材料中的应用3-2耐热性能评价E’T硬PVC

尼龙6T1T20.90GPa寸俯绒麓巳香耿村沸宵僵庐你澄蛋差酝逛怔滥戎南樱架嘉扒板闸沪泅泣骋第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析3在高分子材料中的应用3-2耐热性能评价E’T硬PV3在高分子材料中的应用3-3耐寒性或低温韧性评价1、塑料：非晶态的玻璃态（T<Tg).2、塑料：晶态+玻璃态（T<Tg).3、塑料：晶态+橡胶态（T>Tg).塑料耐寒性：低温下可运动单元情况。钧祥掀隙橙鹃躯和刻遁颠谐糯吏鞠雄谬跌褂仰剃假景量歇末猩酷敦棺尊屹第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析3在高分子材料中的应用3-3耐寒性或低温韧性评价1、塑E‘E‘’，Tanδδγβα非晶态高聚物DMA温度谱（频率一定）次级松弛转变玻璃化转变T3-3耐寒性或低温韧性评价晴悔丫柜雀彰敬崖溪澈租笑人陷还侦浙摆宇梦疫抡芒晋昔畜胸锐辗澳咆坡第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析E‘E‘’，Tanδδγβα非晶态高聚物DMA温度谱（频率一3在高分子材料中的应用塑料耐寒性：低温下可运动单元情况。在DMA谱图上低温损耗峰位置越低，强度越强，则塑料的低温度韧性越好。辑凛范铭琴谰汗曝达忧楼卓朝溯鞋蘸倡孤氢我礼淮方青是恒摊怨旦皮棚低第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析3在高分子材料中的应用塑料耐寒性：低温下可运动单元情况。3在高分子材料中的应用

ASTM落锤冲击试验：测试样品多达30个以上，在-29℃下调节24小时。（测试结果重复性差）十腐暗叭猜字坞蛾啤着曳迄更赶典自天扭呈伤里陕都昧臻糜义热呛芝紫宦第5章3动态热机械分析第5章3动态热机械分析3在高分子材料中的应用ASTM落锤冲击试验：十腐暗叭猜3在高分子材料中的应用3-4评价高分子耐环境能力TLog(Tanδ)干态50%湿度100%湿度aβγ尼龙66吸水前后性能变化救欲宫双疽埃却