热重分析仪测聚氯乙烯树脂的热稳定性

    聚氯乙烯（PVC）树脂作为通用塑料的核心品种，广泛应用于建筑管材、电子电气绝缘、包装材料等关键领域，其热稳定性直接决定产品加工可行性与服役安全性。在高温加工或长期使用过程中，PVC易发生脱氯化氢链式降解，导致材料变色、脆化甚至失效，因此准确表征热降解行为成为配方优化、质量管控的核心需求。

    热重分析（TGA）可实时监测PVC在程序升温下的质量变化，提供初始分解温度、很大降解速率等关键参数，为PVC树脂研发、稳定剂筛选及生产过程质量控制提供科学依据。

    一、实验操作步骤

    1.测量仪器：DZ-TGA201热重分析仪

    2.样品制备流程：本次实验以工业级PVC树脂为测试对象，聚焦TGA测试条件优化与热降解行为解析

    2.1预处理：将pvc树脂放置于80°烘干箱中干燥4h，取出水分的干扰。

    2.2制备方法：采用研磨机器粉碎样品，进行过筛处理，确保样品颗粒均匀。

    2.3样品用量：称取10-20mg的样品量放置于陶瓷坩埚中，样品量过大的话会导致传热不均匀，过小则导致信号微弱，影响数据准确性；

    3.设置软件参数：通过设备操作软件进行温度设置、升温速率、气氛环境。截至温度：700°C、升温速率20°C/min、全程氮气氛围。

    4.测量图谱分析：

    从上图数据中我们可以看到PVC树脂在氮气气氛下的热降解呈现典型两阶段特征

    1.脱氯化氢阶段（200-350℃）：PVC分子链上的不稳定氯原子引发连锁反应，释放HCl气体并形成共轭多烯结构，此阶段质量损失约占总质量的70%。

    2.主链断裂阶段（300-700℃）：共轭多烯结构进一步分解为低分子量烃类化合物，残余物zui终形成碳质残渣。

    第一阶段DTG峰（300℃左右）验证了脱HCl反应的集中发生，与红外联用可检测到HCl特征吸收峰；第二阶段峰形宽化，表明碳链降解反应更复杂。并且从此图中我们还可以得到PVC样品的初始分解温度即Toneset等于246.83°。DTG曲线峰值对应各阶段zui大降解速率Tmax，zui大分解速率温度为303°。

    二、实验结论

    热重分析作为PVC树脂热稳定性评价的核心技术，通过准确解析TG-DTG曲线的特征参数，可实现对降解阶段、耐热等级、反应机理的量化表征，有效区分不同配方PVC的热稳定性差异，即使外观相似的树脂，热重分析仪也能通过初始分解温度、zui大分解速率温度等参数识别其细微差别，为生产一致性与可靠性控制提供关键支撑。同时通过热重与红外或质谱仪联用，可进一步揭示了PVC降解的化学机制，为稳定剂分子设计提供了微观依据。