差熱分析在聚合物研究中的應用

差熱分析在聚合物研究中的應用
為了研制新型的聚合物與控制聚合物的質(zhì)量和性能，測定聚合物的相變溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、混合物和共聚物的組成、結(jié)晶度等是必不可少的。在這些參數(shù)的測定中DTA 和DSC是主要的分析工具。
a ．結(jié)晶度的測定
　　高聚物的許多重要物理性能是與其結(jié)晶度密切相關(guān)的。由于結(jié)晶度與熔融熱焓值成正比，因此可利用DSC 測定高聚物的百分結(jié)晶度。主要按下列公式進行求算。

式中△Hf?樣品的熔融熱焓；
　　△Hf*?100％結(jié)晶度的熔融熱焓。
　　△Hf*可用外推法從一組已知結(jié)晶度的樣品作出結(jié)晶度～△Hf圖求出�；蛘卟捎靡荒�擬樣品的熔融熱焓作為△Hf*，例如聚乙烯可選用三十二烷為100％結(jié)晶度的模擬樣品。
b ．共聚和共混物中的成分檢測
　　例如脆性的聚丙烯往往與聚乙烯共混或共聚增加它的柔性。關(guān)于聚丙烯和聚乙烯共混物的成分可分別根據(jù)它們的熔融峰面積計算，因為在共混物中它們各自保持本身的熔融特性，如下圖所示。



c ．氧化誘導期的測定
　　為了防止高聚物的氧化降解作用，通常在高聚物中添加少量的抗氧化劑。至于用什么方法來評價抗氧化劑的效力是人們關(guān)注的問題。目前普遍采用的方法是利用DSC 或DTA 測定高聚物的氧化誘導期。例如對具有不同含量抗氧化劑的聚乙烯在200 ℃ 和氧氣下進行測定，所測得的氧化誘導期是隨著抗氧化劑含量的增大而延長的，如下圖所示。



d ．固化程度的測定
　　測定固化程度的方法有好幾種，其中以DSC 法最為簡便。由于固化反應為放熱反應，可根據(jù)DSC 曲線上的固化反應放熱峰的面積來估算熱固性高聚物的固化程度。
e ．高聚物薄膜中吸附水的測定
　　例如利用DSC 對不同含水量的醋酸纖維素膜進行測定，如下圖所示。經(jīng)分析，在醋酸纖維素膜中存在著四種狀態(tài)的水：完全游離的水（8 ℃ 附近的陡峰部分）、與膜相互作用很弱的游離水（寬峰部分）、含鹽結(jié)合水（與膜結(jié)合得強的水）和不含鹽的結(jié)合水。



　　除了以上內(nèi)容。DSC 和DTA 在高聚物中的應用還有許多方面，如取向度的估算、玻璃化轉(zhuǎn)變的研究、結(jié)晶速度的分析、固化反應的動力學研究等等。