热分析 DSC及STA应用-橡皮材料降解及玻璃转温度Tg特性分析

橡皮筋广泛地被运用在日常生活中，且有各种不同的尺寸。 橡皮筋是由橡胶与乳胶制成。 主要成分以天然橡胶制作，但橡胶在长时间保存，会有逐渐变硬、裂缝、失去光泽等老化现象。 而老化又分成降解以及交联两种类型，降解是指受到紫外光、热、机械力等因素造成分子链断裂，导致高分子分子量下降，变软发黏、强度降低。 而交联老化则是指碳-氢键断裂，导致变硬变脆伸长率降低。

此篇透过了解降解的变化，可以了解橡胶材料的性质再根据产品的要求确定合理的加工条件以及储存环境，在开发及品管方面能获得更重要的讯息。以下利用具有样品外观观测功能的Real View STA及DSC来观察新的橡皮筋和室温降解的橡皮筋的分解及玻璃转化温度转变的实测。
 
从图一来看，实线是新品而虚线则是经过2.5年的时间在室温下降解的样品。 以新品来看从室温到300℃附近，代表重量变化的TG讯号都没有明显的变化。 但若是透过影像观测系统RealView来看，在250℃时就能看到橡胶的流动。 而降解过的样品从160℃重量便逐渐的损失，并从影像观测上得知样品的形状已经发生变化。 在200℃左右开始逐渐变黑。

图二则是利用DSC来观测新品和降解9个月的样品，在玻璃转移温度上的比较。 实线的新品在¬-65℃附近可以看到代表着玻璃转移温度的阶梯状讯号。 而降解过后的玻璃转移温度像高温偏移了3℃左右，并且变化较不明显。
 
透过热分析设备对于橡胶材料的降解、架桥断裂形成的低分子链、双键以及在结合等复杂变化，不仅仅是透过数据及图形来判断其变化，透过影像能更有效的观察并了解其差异性，可以更好的去判断样品真实的状态。
 

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