DSC对超高分子量聚乙烯纤维结晶度的测试

本文介绍了使用南京汇诚仪器差示扫描量热仪（DSC）对超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维结晶度的测试方法及结果。

关键词：DSC 差示扫描量热仪 结晶度 熔融焓 UHMWPE 超高分子量聚乙烯

结晶度（Crystallinity）:
是表征半结晶聚合物中晶体部分所占比例的重要参数，直接影响材料的力学性能、热稳定性和耐环境应力开裂性。通过测量熔融焓（ΔHf）并与其理论完全结晶熔融焓（ΔHf?）对比，可计算出材料的结晶度。

UHMWPE纤维的结晶度与其拉伸强度、模量和耐磨性密切相关，是评估纤维品质的关键指标，尤其在防护装备、医用植入物和高性能绳索等领域至关重要。

1 实验细节
实验条件：
气氛：50 ml/min 高纯氮气（防止氧化降解）
温度程序：从35℃以10℃/min升温至200℃（覆盖UHMWPE熔点范围）
样品制备：
取5.0±0.1 mgUHMWPE纤维样品，精确称量

使用铝制坩埚密封，确保接触良好

参考标准：采用完全结晶聚乙烯的理论熔融焓ΔHf? = 293 J/g

2 实验结果
典型DSC曲线：

注：熔融过程呈现吸热峰，积分面积即为熔融焓（ΔHf）
数据表：

测试批次 熔融起始温度(℃) 熔融峰值温度(℃) 熔融终止温度(℃) 熔融焓ΔHf(J/g) 结晶度(%)
第一批次 141.82 147.36 166.16 270.4060 92.2887
结晶度计算公式：
结晶度(%) = (ΔHf / ΔHf?) × 100%= (ΔHf / 293) × 100%

熔融温度范围：141.82-166.16℃，峰值约147.36℃

高结晶度表明纤维具有优异的力学性能和结构规整性

3 应用价值
DSC600S凭借高分辨率传感器和精确的温度控制，能够准确测量UHMWPE纤维的熔融行为，为以下领域提供关键数据支持：
品质控制：确保不同批次纤维结晶度的一致性，满足医用级材料的高标准要求
工艺优化：指导拉伸和热处理工艺参数的调整，提高纤维的力学性能
研发支持：评估新型添加剂或改性工艺对晶体结构的影响
性能预测：通过结晶度数据预测纤维的长期使用性能和耐久性

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审核编辑 黄宇