关注公众号

关注公众号

手机扫码查看

手机查看

喜欢作者

打赏方式

微信支付微信支付
支付宝支付支付宝支付
×

什么是动态热机械分析

2021.12.23

<p>动态热机械分析</p>
<p>
</p>
<p>
动态热机械分析(Dynamic
Thermomechanic
Analysis,简称DMA)是在程序控制温度下,测量物质在振荡负荷下的动态模量或阻尼随温度变化的一种技术。</p>
<p>
高聚物是一种粘弹性物质,因此在交变力的作用下其弹性部分及粘性部分均有各自的反应。而这种反应又随温度的变化而改变。高聚物的动态力学行为能模拟实际使用情况,而且它对玻璃化转变、结晶、交联、相分离以及分子链各层次的运动都十分敏感,所以它是研究高聚物分子运动行为极为有用的方法。</p>
<p>
如果施加在试样上的交变应力为σ,则产生应变为ε。由于高聚物粘弹性的关系其应变将滞后于应力,则ε、σ分别可以下式表示:</p>
<p>
ε=ε0exp(iωt)
(1)</p>
<p>
σ=σ0exp[i(ωt+δ)]
(2)</p>
<p>
式中ε0、σ0分别为最大振幅的应变和应力,ω为交变力的角频率,δ为滞后相位角。</p>
<p>
i=1时,复数模量E*</p>
<p>
E*=
σ/ε=σ0
exp(iδ)/ε0=σ0(cosδ+isinδ)/ε0=E'+E"
(3)</p>
<p>
其中,E'=σ0cosδ/ε0
为实数模量,即模量的储能部分,而</p>
<p>
E"=σ0sinδ/ε0
(4)</p>
<p>
表示与应变相差π/2的虚数模量,是能量的损耗部分。另外还有用内耗因子Q^(-1)或损失角δ正切tanδ来表示损耗,即</p>
<p>
Q^(-1)=tan
δ
=E"/E'
(5)</p>
<p>
[图1、图2
见附图]</p>
<p>
图1为粘弹性物质在正弦交变载荷下的应力、应变的相应关系示意图。因此在程序控温的条件下不断地测定高聚物E’、E”和tanδ值,则可得到如图2所示的动态力学-温度谱。从图中可以看到实数模量E’呈阶梯状下降,而在与阶梯下降相对应的温度区E”和tanδ则出现高峰。表明在这些温度区内高聚物分子运动发生某种转变,即某种运动的解冻。其中对非晶态高聚物而言,最主要的转变当然是玻璃化转变,所以模量明显下降,同时分子链段克服环境粘性运动而消耗能量,从而出现与损耗有关的E”和tanδ高峰。</p>

推荐
热点排行
一周推荐
关闭