玻璃化转变温度测定仪

塑料差示扫描量热法（DSC）

第2部分：玻璃化转变温度测定仪

警示一使用本标准的这部分时,可能会涉及有危险的材料、操作和设备。本标准不涉及与使用有关的所有安全问题的解决办法。本标准的使用者有责任在使用前规定适当的保障人身安全的措施并确定这些规章制度的适用性。

1、玻璃化转变温度测定仪范围

GB/T19466.2的本部分规定了测定无定形聚合物和半结晶聚合物玻璃化转变特征温度的方法。

2、玻璃化转变温度测定仪规范性引用文件

下列文件中的条款通过GB/T19466本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。

GB/T19466.1-2004塑料差示扫描量热法(DSC)第1部分：通则(idtISO11357-1：1997)

3、玻璃化转变温度测定仪术语和定义

GB/T19466.1确立的以及下列术语和定义适用于本部分。

3.1

玻璃化转变glasstransition

无定形聚合物或半结晶聚合物中的无定形区域从粘流态或橡胶态到硬的、相对脆的玻璃态的一种可逆变化。

3.2

玻璃化转变温度glasstransitiontemperature

发生玻璃化转变的温度范围的近似中点的温度。

注：根据材料的特性及选择的试验方法和测试条件的不同，玻璃化转变温度(Tg)可能和材料已知的Tg值不同。

3.3玻璃化转变的特征温度(见图1)

3.3.1

外推起始温度Teigextrapolatedonsettemperature

由曲线低温侧的初始基线外推与曲线拐点处切线的交点。

3.3.2

外推终止温度Tefgextrapolatedendtemperature

由曲线高温侧的初始基线外推与曲线拐点处切线的交点。

3.3.3

中点温度Tmgmidpointtemperature

与两条外推基线距离相等的线与曲线的交点。

注：下标中的“g”表示“玻璃化转变”。

4、原理

见GB/T19466.1—2004第4章。

测量材料的比热容随温度的变化，并由所得的曲线确定玻璃化转变特征温度。

5、玻璃化转变温度测定仪器和材料

见GB/T19466.1—2004第5章。

6、玻璃化转变温度测定仪试样

见GB/T19466.1—2004第6章。

7、玻璃化转变温度测定仪试验条件和试样状态调节

见GB/T19466.1-2004第7章。

8、玻璃化转变温度测定仪校准

见GB/T19466.1—2004第8章。

9、玻璃化转变温度测定仪操作步骤

9.1打开仪器

见GB/T19466.1-2004中9.1.

使用与校准仪器相同的清洁气体及流速。气体和流速有任何变化，都需要重新校准，一般采用：氮气(分析级)，流速50mL/min(1±10%)。经有关双方的同意，可以采用其他惰性气体和流速。

调节灵敏度，以使曲线上转变区域(或阶段)的垂直高度的差至少为记录器满刻度读数的10%(现在的仪器不需要这种调节)。

9.2将试样放在样品皿内

见GB/T19466.1—2004中9.2。

称量试样，精确到0.1mg。除非材料标准另有规定，试样量采用5mg至20mg。对于半结晶材料，使用接近上限的试样量。

样品皿的底部应平整，且皿和试样支持器之间接触良好。这对获得好的数据是至关重要的。

不能用手直接处理试样或样品皿，要用镊子或戴手套处理试样。

9.3把样品皿放入仪器内

见GB/T19466.1—2004中9.3。

9.4温度扫描

9.4.1在开始升温操作之前，用氮气预先清洁5min。

9.4.2以20℃/min的速率开始升温并记录。将试样皿加热到足够高的温度，以消除试验材料以前的热历史。

样品和试样的热历史及形态对聚合物的DSC测试结果有较大影响。进行预热循环并进行第二次升温扫描(见GB/T19466.1—2004附录B)测量是非常重要的。若材料是反应性的或希望评定预处理前试样的性能时，取第一次热循环时的数据。试验报告中应记录与标准步骤的差别。

9.4.3保持温度5min。

9.4.4将温度骤冷到比预期的玻璃化转变温度低约50℃。

9.4.5保持温度5min。

9.4.6以20℃/min的速率进行第2次升温并记录，加热到比外推终止温度T高约30℃。注：经有关双方同意，可以采用其他升温或降温速率。特别是，高的扫描速率使记录的转变有高的灵敏度，另一方面，低的扫描速度能提供较好的分辨能力。选择适当的速率对观察细微的转变是重要的。

9.4.7将仪器冷却到室温，取出试样皿，观察试样皿是否变形或试样是否溢出。

9.4.8重新称量皿和试样，精确到士0.1mg。

9.4.9如有任何质量损失，应怀疑发生了化学变化，打开皿并检查试样。如果试样已降解，舍弃此试验结果，选择较低的上限温度重新试验。

变形的样品皿不能再用于其他试验。

如果在测试过程中有试样溢出，应清理样品支持器组件。清理按照仪器制造商的说明书进行，并用至少一种标准样品进行温度和能量的校准，确认仪器有效。

9.4.10按仪器制造商的说明处理数据。

9.4.11应由使用者决定重复试验。

10、玻璃化转变温度测定仪结果表示

转变温度的测定曲线如图1所示。通常两条基线不是平行的。在这种情况下，Tmg就是两条外推基线间的中线与曲线的交点。

也可以把测定的拐点本身作为玻璃化转变特征温度Tg。它可通过测定微分DSC信号最大值或转变区域斜率最大处对应的温度而得到。

若DSC曲线出现图1中b)曲线的情况，确定玻璃化转变温度的方法是相同的。

11、玻璃化转变温度测定仪精密度

由于未获得足够的实验室间的数据，本试验方法的精密度尚未知道。在获得这些实验室间数据后，下个版本将增加精密度的说明。

附录A给出了制标工作组对三种材料测得的数据，仅供参考。

12、玻璃化转变温度测定仪试验报告

见GB/T19466.1—2004第10章。

其中试验结果的第1项应包括下列内容：

——玻璃化转变的特征温度Teig、Tefg和Tmg值，℃，修约到整数位。

尽管玻璃化转变温度Tg应对应于Tmg。但应用最多的是Teig，也是比较有意义的，也常将其作为Tg必须强调，当说明玻璃化转变温度时，应报告Teig、Tefg和Tmg的值。

附录A

(资料性附录)

PS、HIPS和ABS测定结果精密度

制标工作组用PS、HIPS和ABS样品在10个实验室之间进行了室间重复试验，并分别对玻璃化转变温度的Teig、Tmg和Tefg进行了精密度计算，见表A.1、表A.2和表A.3。

表A.1PS精密度结果

表A.2HIPS精密度结果

表A.1ABS精密度结果