国家标准计划《聚合物基复合材料玻璃化转变温度试验方法 动态力学分析法(DMA)》由 TC39(全国纤维增强塑料标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国建筑材料联合会。
主要起草单位 中国兵器工业集团有限公司第五三研究所 、北京玻璃钢研究设计院有限公司 。
83 橡胶和塑料工业 |
83.120 增强塑料 |
聚合物基复合材料玻璃化转变是指基体材料在加热期间由温度所导致的玻璃态至橡胶态的一种变化,常用玻璃化转变温度(Tg)表征,Tg常定义为复合材料的上限使用温度。
因此很多复合材料原材料入场检验、质量控制、产品设计,科研试制等过程都需要玻璃化转变温度这一参数。
但由于这种转变常常出现在很宽的温度范围内,采用单一温度表征可能出现混淆,必须详细说明获得Tg的试验方法,尤其是所用的温度扫描速率和频率,并阐明依据数据计算Tg的试验方法。
常用测试玻璃化转变温度的方法有差示扫描量热法(DSC)、热力学分析(TMA)和动态力学分析(DMA)。
DSC法通过复合材料热容量随温度变化探测Tg值,纯树脂的Tg值比较容易测量,但在复合材料试样中树脂含量很少,并且树脂交联度越高,在热容量方面变化越小,因此很难探测高度交联的复合材料Tg值。
TMA法通过热膨胀系数或位移随温度变化测试Tg值,其中弯曲模式所获得Tg值会对复合材料试样中增强纤维模量敏感以及视纤维性质给出不同结果,针入模式如果探针接触增强纤维,基体Tg无法准确测量。
DMA法通过储能模量、损耗模量、损耗因子等多参数随温度变化探测Tg值,能有效避免DSC法和TMA法的测试缺点。
因此相对而言,是最通用和最优先选择的表征聚合物基复合材料玻璃化转变的方法。
因此本标准通过规定试验方法(DMA法)、试验参数(升温速率、频率)等以求准确测试聚合物基复合材料的玻璃化转变温度。
本标准主要适用于高模量聚合物基复合材料玻璃化转变温度的测定。 本标准探讨DMA测试样品尺寸、振动模式、振荡频率、升温速率等重要参数形成标准,以便于准确测定聚合物基复合材料玻璃化转变温度。