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熱變形溫度和馬丁耐熱辨析

閱讀：6091 發(fā)布時(shí)間：2013-1-8

1、熱變形溫度

　　熱變形溫度（全稱負(fù)荷熱變形溫度，英文縮寫：HDT）是指對(duì)浸在120℃/h的升溫速率升溫的導(dǎo)熱的液體介質(zhì)中的一定尺寸的矩形樹脂試樣施以規(guī)定負(fù)荷（1.81N/mm2或0.45N/mm2），試樣中點(diǎn)的變形量達(dá)到與試樣高度相對(duì)應(yīng)的規(guī)定值時(shí)的溫度。需要注意：不同的負(fù)荷值所確定的熱變形溫度值是不同的，而且沒有可比性，所以測定熱變形溫度值一定要指出所用規(guī)定負(fù)荷數(shù)值（即所采用的標(biāo)準(zhǔn)）。熱變形溫度是衡量塑料（樹脂）耐熱性的主要指標(biāo)之一，現(xiàn)在世界各地的大部分塑料（樹脂）產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)中，都有熱變形溫度這一指標(biāo)作為產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，但它不是zui高使用溫度，zui高使用溫度是應(yīng)根據(jù)制品的受力情況及使用要求等綜合因素來確定。

　　測量熱變形溫度的標(biāo)準(zhǔn)很多，國內(nèi)現(xiàn)在常見的有：中國國標(biāo)（GB）、美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）、標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)（ISO）、歐共體標(biāo)準(zhǔn)等，由于各標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的測試方法、單位系統(tǒng)等有所區(qū)別，所以測試結(jié)果也有所不同的。例如：國外某酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂產(chǎn)品熱變形溫度ASTM測試典型值：149-154℃，GB實(shí)測值：137℃;898樹脂GB實(shí)測值：155℃。

　　2、馬丁耐熱

　　馬丁耐熱試驗(yàn)方法是檢驗(yàn)塑料（樹脂）耐熱性的方法之一。1924年由馬丁提出，1928年正式用于德國的酚醛塑料檢驗(yàn)。后來，其他一些硬質(zhì)塑料也使用該檢驗(yàn)方法。它在歐洲和原蘇聯(lián)使用比較廣泛。1970年我國亦發(fā)布了該試驗(yàn)方法的國家標(biāo)準(zhǔn)，成為我國早期建立的塑料（樹脂）試驗(yàn)方法國家標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)，所以在我國使用歷史很長。

　　馬丁耐熱溫度是指試樣在一定彎曲力矩作用下，在一定等速升溫環(huán)境中發(fā)生彎曲變形，當(dāng)達(dá)到規(guī)定變形量時(shí)的溫度

　　3、熱變形溫度與馬丁耐熱的辨析

　　熱變形溫度與馬丁耐熱都是檢驗(yàn)塑料（樹脂）耐熱性的方法之一，但由于試驗(yàn)方法的本質(zhì)區(qū)別，沒有任何可比性，沒有轉(zhuǎn)變公式。

　　由于馬丁耐熱溫度測量是施加懸臂梁式彎曲力矩，操作不太方便;且施加的彎曲力矩?cái)?shù)值較大，使很多塑料在加載后的初始撓度就十分可觀，因而適用范圍受到限制，一般多用于硬質(zhì)塑料。另外，它使用空氣作為傳熱介質(zhì)箱體溫度分布不均，對(duì)試樣的傳熱慢，因而升溫速度不宜過快。凡此等等，使這一方法在許多國家沒有被采用，在我國也被逐漸的淘汰了。

　　所以在檢驗(yàn)塑料（樹脂）耐熱性時(shí)，不能用馬丁耐熱與熱變形溫度比較。同時(shí)還要注意它們都不是塑料（樹脂）的zui高使用溫度，塑料（樹脂）的zui高使用溫度應(yīng)根據(jù)制品的受力情況及使用要求等因素來確定。

　　另外，熱固性樹脂經(jīng)過退火處理，也就是我們?nèi)粘Ｋf的加熱后處理，會(huì)使熱變形溫度和馬丁耐熱升高，一般退火處理可以使熱變形溫度提高10℃，這就說明在日常使用熱固性樹脂時(shí)加熱后處理還是很必要的。

差示掃描量熱儀（DSC）／差熱分析儀（DTA）

差示掃描量熱法（DSC）為使樣品處于程序控制的溫度下，觀察樣品和參比物之間的熱流差隨溫度或時(shí)間的函數(shù)。廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料、食品、醫(yī)藥、生物有機(jī)體、無機(jī)材料、金屬材料與復(fù)合材料等領(lǐng)域。

測量與研究材料的如下特性:
熔融與結(jié)晶過程玻璃化轉(zhuǎn)變氧化穩(wěn)定性／氧化誘導(dǎo)期 O.I.T. 多晶形相容性反應(yīng)熱熱穩(wěn)定性特征溫度	結(jié)晶度相轉(zhuǎn)變比熱液晶轉(zhuǎn)變固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 純度材料鑒別

熱重分析儀 TG

熱重分析法（TG, TGA）是在升溫、恒溫或降溫過程中,觀察樣品的質(zhì)量隨溫度或時(shí)間的函數(shù)。廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料、藥品、催化劑、無機(jī)材料、金屬材料與復(fù)合材料等各領(lǐng)域的研究開發(fā)、工藝優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控。

測量與研究材料的如下特性:
熱穩(wěn)定性吸附與解吸成分的定量分析水分與揮發(fā)物	分解過程氧化與還原添加劑與填充劑影響反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

同步（綜合）熱分析儀 STA（DSC/DTA-TG）

同步熱分析將熱重分析 TG 與差熱分析 DTA 或差示掃描量熱 DSC 結(jié)合為一體，在同一次測量中利用同一樣品可同步得到熱重與差熱信息。

相比單獨(dú)的 TG 與/或 DSC 測試，具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：

通過一次測量，即可獲取質(zhì)量變化與熱效應(yīng)兩種信息，不僅方便而節(jié)省時(shí)間，同時(shí)由于只需要更少的樣品，對(duì)于樣品很昂貴或難以制取的場合非常有利。
消除稱重量、樣品均勻性、升溫速率一致性、氣氛壓力與流量差異等因素影響，TG 與 DTA/DSC 曲線對(duì)應(yīng)性更佳。
根據(jù)某一熱效應(yīng)是否對(duì)應(yīng)質(zhì)量變化，有助于判別該熱效應(yīng)所對(duì)應(yīng)的物化過程（如區(qū)分熔融峰、結(jié)晶峰、相變峰與分解峰、氧化峰等）。
實(shí)時(shí)跟蹤樣品質(zhì)量隨溫度／時(shí)間的變化，在計(jì)算熱焓時(shí)可以樣品的當(dāng)前實(shí)際質(zhì)量（而非測量前原始質(zhì)量）為依據(jù)，有利于相變熱、反應(yīng)熱等的準(zhǔn)確計(jì)算。

廣泛應(yīng)用于陶瓷、玻璃、金屬／合金、礦物、催化劑、含能材料、塑膠高分子、涂料、醫(yī)藥、食品等各種領(lǐng)域。

測量與研究材料的如下特性：

DSC: 熔融、結(jié)晶、相變、反應(yīng)溫度與反應(yīng)熱、燃燒熱、比熱...
TG：熱穩(wěn)定性、分解、氧化還原、吸附解吸、游離水與結(jié)晶水含量、成分比例計(jì)算...

熱機(jī)械分析儀 TMA

使樣品處于一定的溫度程序下，施加一定的機(jī)械力，觀察樣品在一定方向上的尺寸隨溫度或時(shí)間的變化關(guān)系。廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、薄膜、纖維、涂料、陶瓷、玻璃、金屬材料與復(fù)合材料等領(lǐng)域。

測量與研究材料的如下特性：

線膨脹與收縮性能
玻璃化溫度
穿刺性能
薄膜、纖維的拉伸收縮
熱塑性材料的熱性能分析

相轉(zhuǎn)變
軟化溫度
分子重結(jié)晶效應(yīng)
應(yīng)力與應(yīng)變的函數(shù)關(guān)系
熱固性材料的固化性能

若所施加的機(jī)械力可近似忽略，則為熱膨脹測量（DIL），定量測試樣品長度隨溫度的變化過程，能得出材料的線性膨脹、燒結(jié)過程、玻璃化轉(zhuǎn)變、軟化點(diǎn)等特性，應(yīng)用于金屬、陶瓷、復(fù)合材料、涂層材料、耐火材料、高分子材料等領(lǐng)域。

動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀 DMA

使樣品處于程序控制的溫度下，并施加單頻或多頻的振蕩力，研究樣品的機(jī)械行為，測定其儲(chǔ)能模量、損耗模量和損耗因子隨溫度、時(shí)間與力的頻率的函數(shù)關(guān)系。廣泛應(yīng)用于熱塑性與熱固性塑料、橡膠、涂料、金屬與合金、無機(jī)材料、復(fù)合材料等領(lǐng)域。

測量與研究材料的如下特性：