热力学、流变学和基本性能测试实验室


差示扫描量热法(DSC)

差示扫描量热法是一种热分析技术,用于测量使样品与惰性参比物达到同样温度所需的热量差与温度的函数关系。样品和惰性参比物在整个实验过程中由程序控制在同一温度。这种方法可以评估化学反应(如热降解或氧化过程)、识别基本转化(熔融和结晶过程)和二级相变(如在一定的分析条件下样品的玻璃化转变)。

LATEP拥有Mettler Toledo公司的高灵敏度DSC 822e设备,其工作温度区间为-150℃到500℃。

聚合物热重分析(TGA)

热重分析法用于测量材料的物理和化学性质变化随温度增加(等加热速率)的函数关系,通常加热到其分解温度。质量流失曲线(TGA)及其一阶导数(DTGA)被用来评估样本的质量流失。

大多数TGA曲线表明了质量流失,它与化学反应(分解和结晶水分离,燃烧,金属氧化物的减少)和物理转化(蒸发、汽化、升华、解吸、干燥)相关。值得注意的是,由于样品可能与净化气的气体组分反应生成不挥发物以及样本的对气体的吸附,实验过程中可能会观察到质量增加。

LATEP拥有Mettler Toledo公司的自动化TGA/DSC1设备,其工作温度区间为室温到1100℃。



热挠曲温度(HDT)

热挠曲温度是指室温下刚性塑料样品,在特定荷载作用下(0.45、1.8或8.0 MPa)由于可控温度增加(加热速度50或120℃/h)而产生变形时的温度。这种方法仅适用于室温下呈刚性的材料。ISO 75和ASTM D648标准中描述了该测试过程。

LATEP拥有Ceast 公司的HDT6/VICAT设备,这台仪器有六个独立的测试口,其工作温度区间为室温到300℃。



维卡软化点

维卡软化点是当标准压头(长3毫米、圆形截面、面积1.000±0.015平方毫米)穿透在室温呈刚性的塑料试样表面1毫米时的温度,该测试在明确的负载条件(10或50 N)和均匀温度增加(50℃/小时或120℃/小时)条件下进行。测试过程在ISO 306和ASTM D1525标准中有所描述。

LATEP拥有Ceast 公司的HDT6/VICAT设备,这台仪器有六个独立的测试口,其工作温度区间为室温到300℃。



熔体流动指数(MFI)

熔体流动指数是指聚合物在一定温度压力条件下,每十分钟通过熔体流动测速仪标准口模(内径2.095毫米,长度8毫米)的质量(克)。

熔体流动指数的大小取决于聚合物的分子结构(分子量、分子量分布、支链数等等)。这个值是测量聚合物分子量的间接方法。熔体流动指数和挤出变形分析将决定聚合物的加工方法。该测试过程在ISO 1133标准中有所描述。

LATEP拥有Ceast公司的熔体流动测试仪2000,其工作温度区间为23℃到400℃。此外,研究所还拥有一台Göttfert公司的自动熔体指数测定仪MI-ROBO 86.07,可以进行连续30个样品的自动化检测。

毛细管流变仪

流变学是研究材料中力和形变之间的关系。毛细管流变仪被用于表征在高剪切率下的聚合物熔体,同时它也是最有效的测量高剪切率下聚合物剪切粘度的仪器。聚合物熔体被压入一个已知尺寸的毛细管,流量可转化为剪切速率,压降值可转化为剪切应力。由此可以确定聚合物材料的真应力–真剪切速率曲线。这些测试在线性粘弹区(LVR)极限以外进行,且毛细管流动过程与许多工业过程如挤出和注塑相似。该测试过程在ISO 11443标准中有所描述。

LATEP拥有Malvern仪器公司的双孔桶流变仪(model Rosand RH 7),其工作温度区间为室温到400°C,流变仪产生的最大剪切速率是500毫米/分钟。



动态流变仪

流变学是研究材料中力和形变之间的关系。振荡流变仪是一种研究熔融态聚合物的通用设备,它可以在振荡、流动或蠕变模式下进行测试。这种流变仪可以在线性粘弹区(LVR)或LVR极限以外的区域工作。在这个设备中,样品夹在两平行板之间并受到正弦扭矩的作用。在振荡模式下,我们通过测量扭矩、位移和试样尺寸中确定材料的粘弹性。该测试过程在ISO 6721标准中有所描述。

LATEP拥有TA仪器公司的一台平行板振荡流变仪(model DHR-2),其工作角频率范围为0到300rad/s。此外,流变仪附有环境试验箱(ETC)进行辐射和对流加热,其工作温度区间为23℃到600℃。








傅里叶变换红外光谱仪

红外光谱法是一种研究聚合物与红外辐射光交互作用产生的振动光谱来识别聚合物的相关方法。振动频率取决于参与振动的原子的化学性质和振动模式(伸直或弯曲)。红外辐射波长范围为1.0毫米到714纳米(10-4000cm-1)。最常用的是中波长红外线,在2.5到20.5微米之间(4000-400 cm-1)。

LATEP拥有Varian Excalibur 3100傅立叶变换红外光谱仪,有传输模式和衰减全反射(ATR)模式两种模式。



密度

密度是材料的一种基本物理性质,它直接关系到材料的其他物理性能和材料的最终应用领域。LATEP有两种不同的方法来确定固体样本的密度。

方法一是密度梯度柱法,在1米高、特定条件下柱体中获得线性密度梯度。柱体中盛有乙醇水溶液,允许测量密度范围在0.7900到1.0000克/立方厘米间。方法二是液浸法,使用流体静力平衡仪测量密度。在这种方法中,样品先在空气中称重,然后浸入水或乙醇中测量其视重量。通常比较这两种测试方法的结果来确定样品的最终密度。两种方法在ISO 1183标准中都有所描述。