检测目的
(1)材料热稳定性评估
确定分解温度:在塑料橡胶产品的研发和生产过程中,了解材料的分解温度至关重要。通过 TGA,可以***地确定材料开始分解的温度(起始分解温度)、分解最快的温度(分解速率温度)以及分解基本完成的温度(终止分解温度)。这些信息对于选择合适的加工温度范围、避免材料在加工过程中发生热分解非常重要。例如,在注塑成型塑料产品时,如果加工温度接近材料的分解温度,可能会导致产品质量下降,出现气泡、变色等缺陷。
评估热稳定性差异:不同的塑料橡胶材料或不同配方的材料热稳定性不同。TGA 可以用于比较不同材料在相同加热条件下的热稳定性,帮助筛选出热稳定性更好的材料。例如,在开发高温环境下使用的橡胶密封件时,通过 TGA 对比几种候选橡胶材料的热稳定性,选择能够在高温下质量损失较小、分解温度较高的材料,以确保密封件在高温工况下的可靠性。
(2)成分分析
确定填料或添加剂含量:塑料橡胶产品中常常添加各种填料(如碳酸钙、炭黑等)和添加剂(如增塑剂、抗氧化剂等)。TGA 可以根据这些成分在不同温度下的挥发性或分解特性,通过质量损失来确定它们的含量。例如,一些增塑剂在相对较低的温度下会挥发,通过 TGA 检测质量损失情况,可以计算出增塑剂在材料中的含量。
分析材料的纯度:对于一些高纯度要求的塑料橡胶材料,TGA 可以检测其中是否存在杂质以及杂质的含量。如果材料在某个特定温度范围内出现异常的质量损失,可能表明存在杂质成分,这有助于控制材料的质量。
(3)研究材料的热降解过程
反应动力学研究:TGA 可以用于研究塑料橡胶材料热降解过程的动力学参数。通过分析不同升温速率下的 TG 曲线,运用动力学模型(如 Arrhenius 方程)可以计算出热降解反应的活化能、反应级数等参数。这些动力学参数对于理解材料的热降解机制、预测材料在不同温度和时间条件下的质量损失情况具有重要意义。
降解产物分析(结合其他技术):结合其他分析技术(如质谱分析、红外光谱分析等),TGA 可以帮助确定材料在热降解过程中产生的产物。这对于研究材料的热降解路径、开发环保型材料(减少有害降解产物的产生)等方面有很大的帮助。
检测标准
(1)***
*** 11358 - 1:2014《Plastics - Thermogravimetry (TG) of polymers - Part 1: General principles》:该标准规定了聚合物热重分析的一般原则,包括仪器设备要求、试验条件(如升温速率、样品量、气氛等)、TG 曲线的表示方法以及数据处理等内容。它是塑料橡胶材料 TGA 检测的基本***,确保了不同实验室之间测试结果的可比性。
*** 11358 - 2:2014《Plastics - Thermogravimetry (TG) of polymers - Part 2: Determination of activation energy》:此标准主要涉及利用 TGA 数据确定聚合物热降解反应活化能的方法。它详细说明了动力学分析的实验设计、数据处理和计算方法,为研究塑料橡胶材料热降解动力学提供了标准规范。
(2)***
GB/T 27761 - 2011《热重分析仪》:这个标准主要针对热重分析仪的技术要求、试验方法、检验规则等方面进行规定。确保仪器的准确性和可靠性是进行高质量 TGA 检测的前提,该标准为我国热重分析仪的生产和使用提供了统一的规范。
GB/T 33047.1 - 2016《塑料 聚合物热重法(TG) 第 1 部分:通则》:此标准与 *** 11358 - 1 类似,规定了我国塑料材料热重分析的一般原则,包括试验条件、样品制备、数据处理等内容,为我国塑料产品 TGA 检测提供了规范性的指导。
(3)行业标准
在塑料橡胶行业的各个细分领域,根据产品的特点和应用要求也有相应的行业标准。例如,在高性能工程塑料行业,对于用于航空航天等领域的塑料材料,行业标准可能会规定更严格的 TGA 检测要求,包括更高的温度精度、更小的质量测量误差以及更详细的热稳定性评价指标,以确保材料在***环境下的性能和质量。在橡胶轮胎行业,针对轮胎橡胶材料的 TGA 检测标准会重点关注材料在硫化过程和使用过程中的热稳定性,以及填料和添加剂的热行为,以***轮胎的质量和性能。