Trong lĩnh vực khoa học vật liệu,Máy phân tích trọng lượng nhiệtTGA cung cấp một phương tiện quan trọng để nghiên cứu nhiệt độ đứt gãy của chuỗi polymer, giúp cung cấp cái nhìn sâu sắc về tính chất và thay đổi cấu trúc của polymer.
Máy phân tích trọng lượng nhiệt dựa trên một nguyên tắc đơn giản nhưng mạnh mẽ: đo lường mối quan hệ của khối lượng vật chất với sự thay đổi nhiệt độ ở nhiệt độ được kiểm soát theo chương trình. Đối với polymer, khi nhiệt độ tăng dần, chuỗi polymer trải qua những thay đổi vật lý và hóa học phức tạp mà cuối cùng sẽ bị phá vỡ. Đặt mẫu polymer trong máy phân tích trọng lượng nhiệt và nóng lên với tốc độ không đổi, thiết bị có thể ghi lại chính xác những thay đổi về chất lượng mẫu tại mỗi thời điểm.
Trong giai đoạn đầu gia nhiệt, polymer thường bị mất khối lượng nhẹ, chủ yếu là do sự bay hơi của các tạp chất có điểm sôi thấp như dung môi, độ ẩm còn sót lại trong mẫu. Khi nhiệt độ tiếp tục tăng, chất lượng giảm đáng kể khi đạt đến nhiệt độ mà chuỗi polymer bắt đầu vỡ. Điều này là do các chuỗi polymer, dưới tác động của nhiệt, chuyển động phân tử tăng lên, các liên kết hóa học bắt đầu bị phá vỡ và các phần của chuỗi thoát ra dưới dạng các phân tử nhỏ hoặc các mảnh dễ bay hơi, dẫn đến giảm khối lượng mẫu. Bằng cách phân tích đường cong nhiệt độ-khối lượng, bạn có thể tìm thấy chính xác điểm nhiệt độ mà chuỗi polymer bắt đầu phá vỡ với số lượng lớn, đó là nhiệt độ phá vỡ.
Ưu điểm của máy phân tích trọng lượng nhiệt là độ chính xác cao và độ nhạy cao. Nó có thể kiểm soát chính xác tốc độ nóng lên, đảm bảo tính nhất quán và chính xác của điều kiện thí nghiệm, làm cho kết quả kiểm tra mẫu polymer từ các lô khác nhau và các nguồn khác nhau có thể so sánh được. Hơn nữa, những thay đổi khối lượng rất nhỏ có thể được phát hiện, ngay cả những đứt gãy cục bộ, nhỏ của chuỗi polymer cũng có thể được bắt, điều này có ý nghĩa rất lớn đối với việc nghiên cứu các hệ thống polymer phức tạp, chẳng hạn như copolymer, pha polymer trong vật liệu composite.
Ngoài ra, máy phân tích trọng lượng nhiệt có thể được kết hợp với các kỹ thuật phân tích khác để làm phong phú thêm nghiên cứu về nhiệt độ đứt gãy chuỗi polymer. Chẳng hạn như kết hợp với máy đo nhiệt độ quét vi sai (DSC), không chỉ có thể biết nhiệt độ gãy, mà còn có thể hiểu được tình trạng hấp thụ và tỏa nhiệt trong quá trình gãy, để xác định gãy là quá trình hấp thụ nhiệt hay tỏa nhiệt, giúp phân tích sâu hơn cơ chế gãy. Kết hợp với quang phổ hồng ngoại, nó có thể xác định nhiệt độ phá vỡ trong khi phân tích thành phần của khí thoát ra, suy ra liên kết hóa học nào bị phá vỡ, do đó nắm bắt chính xác hơn cách phá vỡ chuỗi polymer.
Với nguyên tắc đặc biệt, xử lý chính xác và khả năng kết hợp mạnh mẽ, máy phân tích trọng lượng nhiệt trở thành cánh tay phải của việc nghiên cứu nhiệt độ đứt gãy chuỗi polymer, để tối ưu hóa vật liệu polymer, sửa đổi và nghiên cứu và phát triển vật liệu polymer mới, thúc đẩy khoa học vật liệu tiến lên.