热分析-STA(TGA) 热重分析仪的应用与标准方法ASTM / ISO / JIS

热分析中的热重分析仪(TG)主要作为材料在升温过程或恒温过程中重量的变化分析, 通常有两种设计一种是单一功能的Thermogravimetry (TG or TGA)另一种是同步式热重热示差分析仪STA(Simultaneous Thermogravimetric Analyze 技术简写TG/DSC or TG/DTA), 差异有两点:

 

1. STA同一样品可以同时得到样品TG热重变化讯号及DSC热示差的吸放热讯号
2. 另一个很重要的差异在于当样品分两次测试测试单一功能仪器时, 两样品本身存在差异, 会很容易造成两种仪器讯号无法比对, 这是同步式STA (TG/DSC or TG/DTA)的优点。

各种不同材料包括不同高分子, 不同陶瓷 , 都会在不同温度时会有低分子量分子气化, 裂解,利用不同温度下的变化可以分析材料的组成成分比例, TG热重分析仪可以提供成分比例讯号, 但一般无法利用这些讯号得到成份种类, 因此常会使用TG串联FTIR傅立叶红外线光谱仪(STA-FTIR)或是TG串联MS质谱仪(STA-Mass), 来分析裂解成份, 两种仪器串联就可以在不同温度下得到定性的成分及定量的比例。

用途：常见各种胶材的溶剂比例, 低分子量未反应的材料比例, 吸水性分析, 长时间吸水性分析, 绝电材对氧气的热稳定性, 碳黑, 石墨比例, 对特定气体的吸收例如氢气, 各种在不同温度下会有重量变化的讯息都可以使用STA同步式热重热示差分析仪。

应用领域:

• Polymer高分子产业 STA 可以作为材料的成分比例分析, 添加物比例, 溶剂含量, 含水量分析, 残留灰分及高分子的耐热温度测试...
• 半导体银胶, 太阳能银浆领域 利用STA 分析数种胶材比例及银粉比例, 银粉比例影响导电度, 导热率, 成本, 是银胶及银浆必要了解参数, 胶材比例影响交连速度及交连后Tg点的变化。
• IC封装领域 利用STA 测试无机添加物及碳黑比例, 无机添加物例如玻纤, 碳纤, 碳黑, 这些比例影响热膨胀系数及导热系数, 及强度, 应力残留状况也影响封装材长期热稳定性。
• 橡胶领域 橡胶因为使用在不同防震频率下的高Tan delta或不同使用温度范围常利用不同橡胶混练产生不同特性的想胶, 利用STA 可以分析不同橡胶比例, 各种添加物比例及碳黑比例。
• 电绝缘材料 利用STA 加上氧气分析材料在高温下含有纯氧状态下反应的时间及温度, 材料劣化时因为材料开始氧化重量会开始增加, 适合用STA分析。

ASTM D6370 – 99 Standard Test Method for Rubber—Compositional Analysis by Thermogravimetry (TGA)	利用TGA热重分析仪做橡胶的测试的标准方法
ASTM E2105 - 00 Standard Practice for General Techniques of Thermogravimetric Analysis (TGA) Coupled With Infrared Analysis (TGA/IR)	TG热重分析仪串联FTIR傅立叶红外线光谱仪的标准方法与技术
ASTM D3850 Standard Test Method for Rapid Thermal Degradation of Solid Electrical Insulating Materials By Thermogravimetric Method (TGA)	利用TG热重分析仪做固体电绝缘材料的标准方法
ASTM C1872 Standard Test Method for Thermogravimetric Analysis of Hydraulic Cement	利用TG热重分析仪做水硬性水泥的标准方法
ASTM E2550 Standard Test Method for Thermal Stability by Thermogravimetry	利用TG热重分析仪做热稳定性测试的标准方法
ASTM E1131 Standard Test Method for Compositional Analysis by Thermogravimetry	利用TG热重分析仪做成份分析测试的标准方法
ASTM E1641 Standard Test Method for Decomposition Kinetics by Thermogravimetry Using the Ozawa/Flynn/Wall Method	利用TG热重分析仪依据Ozawa / Flynn / Wall法做裂解动力学
ASTM E2402 Standard Test Method for Mass Loss, Residue, and Temperature Measurement Validation of Thermogravimetric Analyzers	利用TG做重量损失, 残余量 及温度侦测的标准方法
ASTM E2403 Standard Test Method for Sulfated Ash of Organic Materials by Thermogravimetry	利用TG做有机材料中无机残留灰份的标准测试方法
ISO 11358  Plastics — Thermogravimetry (TG) of polymers — Part 1: General principles	高分子的TG热重分析标准方法
JIS K 7120	塑料热重的测量方法