国产热重分析仪的主要核心作用
国产热重分析仪是一种在程序控温条件下,精确测量样品质量随温度或时间变化的精密仪器。它通过分析这种质量变化,为材料的热性能和组成提供关键信息,在科研和工业质量控制中发挥着重要作用。
其主要作用可以概括为以下几个核心方面:
1.评估材料的热稳定性与分解行为
这是TGA最基本也是最重要的功能。
确定分解温度:通过加热样品并实时监测其质量变化,TGA可以准确测定材料开始分解(起始分解温度)以及分解最剧烈(最大分解速率温度)的温度点。这对于评估材料的耐高温性能、确定安全使用温度上限至关重要。
研究分解过程:TGA曲线(质量损失曲线)可以清晰地展示材料在加热过程中的分步分解情况。例如,高分子材料(塑料、橡胶、涂料)可能先失去水分或小分子,然后主链断裂,最后碳化。TGA能揭示这些过程的温度区间和对应的失重比例。
比较材料性能:可用于对比不同配方、不同工艺或不同批次材料的热稳定性,指导材料优化。
2.分析材料的组成与含量
TGA能够根据样品在不同温度区间发生的质量损失,推断其组成成分。
区分有机/无机成分:在惰性气氛(如氮气)下加热,有机物会分解并挥发,导致质量损失;而无机物(如填料、灰分)通常稳定,最终残留。通过最终残余质量,可以计算出样品中无机填料或灰分的含量。
测定挥发分含量:可以精确测量材料中的水分、溶剂、增塑剂等挥发性组分的含量。
分析共混物/复合材料:对于由多种组分构成的材料(如聚合物共混物、纤维增强复合材料),TGA曲线上的不同失重台阶可能对应不同组分的分解,从而估算各组分的比例。
3.研究化学反应动力学
TGA数据可用于研究材料热分解或化学反应的机理和速率。
计算动力学参数:通过在不同升温速率下进行TGA测试,并对数据进行分析,可以计算出反应的活化能、反应级数等动力学参数,为优化工业反应条件(如热解、催化反应)提供理论依据。
4.检测材料中的挥发物和残留物
质量控制:在生产过程中,TGA可用于检测产品中是否含有过量的水分、未反应的单体、残留溶剂等,确保产品纯度和质量稳定性。
灰分测定:在氧化气氛(如空气)下将样品燃烧,最终残留的不可燃物质即为灰分,TGA可直接测定其含量。
