动态热机械分析仪原理以及应用案例
动态热机械分析仪（dynamic mechanical analyzer）简称dma，主要是施加机械力使样品发生变形，测试样品的响应。可以施加正弦变化、固定的（步阶）、或固定变化速率的变形。检测对变形的响应与温度或时间的关系。可以测量材料等的黏弹性（刚度和阻尼）。
图1.dma测量原理
dma几种测量模式
小幅振荡是测量黏弹特性常用的方法。在这种测试方法下，样品在给定频率和振幅下按正弦形式变形（应变），同时测量样品抵抗变形的力（应力）。此特性描述了整体形变阻力（复数模量），以及该阻力的弹性分量（储能模量）和黏性分量（损耗模量）。振荡实验常与温度曲线结合来表征热转变，如玻璃化转变、熔融、结晶、固化和老化等。
图2.正弦震荡模式
除振荡实验外，还有其他的一系列变形模式，从而补充材料表征信息或允许对材料进行机械处理。
图3. 其他模式
dma应用案例
图4. pi膜玻璃化转变温度测定
玻璃化转变温度tg是材料中经常检测的技术参数。测量tg的方法多种多样，
但dma测量tg的灵敏度远高于其他方法。此外，tg可用储能模量e'的起始温度点、损耗模量e的峰温或tanδ的峰温来表征。在玻璃化转变区域中，tanδ峰的形状、强度和储能模量在转变区的斜率均受到频率的影响。对于材料的最终使用，了解玻璃化转变温度和黏弹性参数对材料的影响是十分重要的。
图5. 炭黑在弹性体中的作用
一个十分普遍的应用就是考察填料和添加剂对 材料黏弹性的影响。上图显示的是炭黑对sbr橡胶储能模量e’和tanδ的影响。该实验采用双悬臂夹具进行测试。由图可知，添加炭黑提高了储能模量的值，并极大程度提高了tg温度。在实际工业生产中，了解填料和添加剂对材料的影响是十分关键的。
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