摘要：加强高分子材料性能的研究,才能更好地进行材料的使用和新材料的开发。而使用动态热力学分析技术,能够获得材料的储能模量和损耗模量等参数,所以能够为材料性能研究提供支持。基于这种认识,本文对动态热力学分析技术进行了介绍,然后对该技术在高分子材料中的运用问题展开了分析,以期为关注这一话题的人们提供参考。
关键词：动态热力学分析; 高分子材料; 运用;
目前,高分子材料已经成了工业技术领域的重要材料,在航天、军工、汽车和石油化工等多个领域得到了广泛应用。加强对高分子材料性能的研究,则有利于进一步实现材料的推广应用。因此,相关人员还应该加强动态热力学分析技术的研究和运用,以便利用该技术更好地开展高分子材料研究,继而更好地促进高分子工业技术的发展。
一、动态热力学分析技术概述
所谓的动态热力学分析,其实就是在程序控制温度环境下对材料施加一定应力,从而完成样品性质随温度或时间变化情况测试的一种技术。在对高分子材料展开研究时,对材料的动态热力学参数进行分析,则能够了解材料在该温度域内因物理或化学变化所出现的材料黏弹性变化。在环境温度发生变化或材料受应力作用时,高分子材料内部分子运动和物理形态将发生变化,即其储能模量E'和损耗模量E″将发生改变,能够反映出材料黏弹性的变化。
二、动态热力学分析在高分子材料中的运用
(一)在材料阻尼性能表征上的运用
如果高分子材料要被当成是阻尼材料使用,就要对材料的阻尼性能进行表征,以确保材料在使用温度和频率范围的力学损耗较高。利用材料储能模量和损耗模量的比值,则能够对高分子材料在某个温度下的阻尼性能进行比较,从而了解材料在该温度下的阻尼性能好坏。在研究橡胶材料时,也可以利用热态动力学分析技术对使用配方制取的材料的低温阻尼性能变化进行表征,所以能够为材料的研究提供指导。目前在树脂硫化剂和丁基橡胶共混体系的研究方面,丁国芳等人就通过使用动态热力学分析方法获得了不同配比下的体系性能变化规律。
(二)在材料耐热性和耐寒性评价上的运用
使用动态热力学分析技术,可以对高分子材料性能随温度变化关系展开分析。而材料耐热性和耐寒性,就是材料应用性能在秒至小时量级的时间范围内随温度、时间的变化关系。所以,在材料耐热性和耐寒性评价上,可以采用动态热力学分析技术。在研究结构高分子材料时,刚度是值得关注的应用性能之一。在材料耐热性进行评价,可以通过研究材料刚度随温度的变化来实现。对材料的动态热力学温度谱图进行测定,就能在交宽温度范围内完成材料模量和阻尼变化的表征,从而完成材料各种耐热温度的计算。在乙烯基树脂的耐热温度研究方面,徐任信等人就利用动态热力学温度谱图中模量曲线拐点完成了材料耐热温度计算,获得的结果符合材料HDT测试结果。在材料耐寒温度评价上,过去常使用冲击试验进行测定,但是往往会耗费较大试样量。使用动态热力学分析技术,则能使该问题得到解决。
(三)在材料相容性研究中的运用
在高分子材料共混体系中,如果两组分完全不相容,材料就有两个与之相对的玻璃化转变温度。如果两个组分相容,材料就有两个位于两组分玻璃化转变温度之间的玻璃化转变温度。在组分完全相容的情况下,材料只有一个玻璃化转变温度。运用动态热力学分析技术,则能够将高分子材料相容性进行反映。在研究利用同步合成法得到互穿网络聚合物时,陈宝栓等人就利用动态热力学分析技术证明两组分完全相容。在聚苯乙烯木塑复合材料研究方面,杨文斌等人则利用动态热力学分析技术对聚苯乙烯和木材的复合机理展开了研究,发现可以利用相容集改善材料的相容性,从而使聚苯乙烯与木材较好相容。
三、结论
通过分析可以发现,使用动态热力学分析技术可以完成高分子材料的阻尼性能、相容性、耐热性、耐寒性和老化机理等性能的研究和表征,从而为材料的开发和使用提供科学数据依据。因此,在高分子材料性能研究方面,相信该技术能够获得较好的应用前景。
参考文献
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