DLTMA技术应用案例解析（一）
图1. 聚苯乙烯玻璃化转变的DLTMA曲线（两次测试）。
本文以案例分析的形式，就DLTMA技术在测定聚合物的玻璃化转变温度、固化反应过程等方面的应用进行了一些介绍。
热机械分析TMA（Thermomechanical analysis）是在程序控温非振动负载下测量试样形变与温度关系的技术，由此测得的是形变-温度曲线。
如果对试样施加周期性变化的负载，则试样尺寸也随之周期性变化。该测试模式称为动态负载TMA（DLTMA），是一种应力调制的动态热机械分析技术。由振幅和试样厚度可计算试样的弹性模量（杨氏模量）和损耗因子tanδ。三点弯曲、压缩、针入、拉伸等模式都可进行DLTMA实验。
DLTMA的测试原理和功能与动态热机械分析仪（DMA）相似，在许多应用上可以作为简单的DMA使用。同时，由于其测试温度范围要比DMA更宽，试样温度测量更精准，故而有时比DMA更具优势。
图2. POB玻璃化转变的DLTMA测量曲线。
但是在实际中，无论是在热分析仪器数量的比率方面，还是在实际测试的应用方面，DLTMA功能远未得到应有的重视，远未发挥其应有的作用。
本文就DLTMA技术在测定聚合物的玻璃化转变温度、固化反应过程以及其它方面的应用作一些介绍，希望起到抛砖引玉的作用，引起热分析界的重视。本文实验仪器为瑞士梅特勒-托利多带DLTMA功能的的热机械分析仪TMA/SDTA840和TMA/SDTA841e。
聚合物玻璃化转变的DLTMA分析
聚苯乙烯（PS）
测试模式：压缩。探头：3mm圆点探头。测试方法：在12s的周期内施加0.05~0.25N的动态负载。升温速率：第一次测试10K/min，第二次测试5 K/min。气氛：静态空气。约12mg的片状试样放在试样支架上。
图3. POB玻璃化转变的模量曲线和tanδ曲线。
第一次升温时，试样在80℃前是坚硬的固体，包络线的斜率等于玻璃化转变温度以下的膨胀率。穿透（凹陷）起始点为玻璃化转变温度Tg＝98.8℃。之后，由于应力冻结或体积松驰（对应于DSC焓松驰）而产生膨胀。在110℃以上，应变振幅的增加表明杨氏模量的下降。135℃时开始塑性形变。
通常推荐采用第二次DLTMA测量曲线来计算Tg，它的上包络线给出转变区域的起始点为玻璃化转变温度Tg＝107.3℃。
聚苯酯（POB）薄膜
测试模式：薄膜拉伸。测试方法：在12s的周期内施加0.05~0.2N的动态负载。升温速率：3K/min。试样长度：10mm。气氛：50ml/min氮气。分别测试薄膜的x和y方向。
图4. 环氧树脂玻璃化转变的DLTMA曲线和模量曲线。
如图2和图3所示，DLTMA测试结果表明，POB薄膜试样在x和y两个方向具有相似的力学性能。由模量曲线求得的玻璃化转变温度约为15℃；由损耗因子tanδ求得的玻璃化转变温度约为25℃。
本例说明，对于测量玻璃化转变温度这样的物理性能，DLTMA具有与动态热机械分析仪DMA相似的功能。而且，由于热机械分析仪（TMA）的温度范围更宽，试样温度测量更精准，因此DLTMA有时更具优势。
环氧树脂（EPOXY）粉末涂料
测试模式：三点弯曲；探头：3mm圆点探头。测试方法：在12s的周期内施加0.5~1.0N的动态负载。升温速率：10K/min。气氛：静态空气。试样制备：KU600环氧树脂粉末涂料在两片0.1mm厚的钢板（16mm长、5 mm宽的电动剃须刀片）间固化，涂层厚度0.06mm，产生一个三明治结构，已固化的样品放在弯曲夹具上，夹具支座间的距离为14 mm。
图5. 环氧树脂黏合剂的DLTMA测试曲线、模量曲线和SDTA及转化率曲线。
