ICS 83.080.01 G 31
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T33047.1—2016
塑料 聚合物热重法（TG)
第1部分：通则
Plastics—Thermogravimetry(TG) of polymers-
Part 1 :General principles
(ISO11358-1:2014,MOD)
2017-05-01实施
2016-10-13发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T33047.1—2016
前言
GB/T33047《塑料聚合物热重法（TG)》包括如下三部分：一第1部分：通则；一第2部分：活化能的测定；一第3部分：Ozawa-Friedman法测定活化能和反应动力学的分析。 本部分是GB/T33047的第1部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分使用重新起草法修改采用ISO11358-1：2014《塑料 聚合物热重法（TG） 第1部分：
通则》。
在标准结构上，本部分与ISO11358-1：2014相比，增加了第10章精密度，原国际标准第10章顺延为第11章。
本部分与ISO11358-1：2014相比，主要技术差异及其原因如下：
关于规范性引用文件，本部分做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中，具体调整如下： ·用等同采用国际标准的GB/T2035-2008代替ISO472； ·用等同采用国际标准的GB/T2918-1998代替ISO291； ·增加引用了GB/T6379.2—2004； ·用等同采用国际标准的GB/T19466.1-2004代替ISO11357-1。 一增加了我国的精密度数据（见第10章）。
本部分由中国石油和化学工业联合会提出。 本部分由全国塑料标准化技术委员会（SAC/TC15)归口本部分起草单位：中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司树脂应用研究所、中国石化齐鲁分公
司研究院、中国石油石油化工研究院、中蓝晨光成都检测技术有限公司。
本部分主要起草人：吴彦瑾、侯斌、张立军、陈宏愿、谢鹏、张雪芹、李震环、邵伟。
1 GB/T 33047.1—2016
塑料聚合物热重法（TG）
第1部分：通则
1范围
GB/T33047的本部分规定了使用热重技术对聚合物进行分析的通用方法，可用于测量聚合物的分解温度和分解速率，同时可测量其中所含挥发物、添加剂和/或填料的量。
本部分适用于液体或固体样品的分析，固体样品可以是小球、颗粒或粉末状。本部分也适用于合适尺寸的加工成型制品。
热重法可分为动态模式（程序控制条件下，质量随温度或时间的变化)或等温模式（恒定的温度下，
质量随时间的变化）
热重法也可在不同的气氛中进行，如，在惰性气氛中进行分解，免受氧化降解反应的影响
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T2035—2008塑料术语及其定义（ISO472：1999，IDT) GB/T2918—1998塑料试样状态调节和试验的标准环境（idtISO291：1997） GB/T6379.2一2004测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第2部分：确定标准测量方
法重复性与再现性的基本方法（ISO5725-2：1994，IDT）
GB/T19466.1—2004塑料差示扫描量热法（DSC） 第1部分：通则（ISO11357-1：1997，IDT）
3术语和定义
GB/T2035一2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
动态质量变化测量dynamicmass-changedetermination 在程序控制速率下，记录试样质量随温度T变化的技术。
3.2
等温质量变化测量isothermalmass-changedetermination 在恒定的温度T下，记录试样质量随时间t变化的技术。
3.3
居里温度 Curie temperature 磁性物质从铁磁性状态转变到顺磁性状态的温度，反之亦然。
4原理
在程序控制温度下，以设定的速率升温加热试样，测量质量随温度的变化，或将试样保持在恒定温度下，测量质量随时间的变化
1 GB/T33047.1—2016
测量过程中，试样保持在惰性或氧化气氛中。 通常，分解反应、氧化反应或成分挥发会引起试样质量的变化。以TG曲线记录质量变化与温度成函数关系的材料的质量变化，其变化程度反映了材料的热稳定性。因此，在相同的试验条
件下，测得的TG数据可用于评价同一类型的聚合物的相对热稳定性，以及聚合物-聚合物或聚合物-添加剂之间的相互作用。
注：TG数据可用于工艺控制、工艺改进和材料评价。长期热稳定性受使用条件和环境条件的综合影响，不能仅用
TG数据评价聚合物的长期热稳定性，
5仪器
5.1# 热天平
应满足下列要求：
能提供用于测量的恒定的升温速率或降温速率；能使试验温度保持恒定（在持续的测量中，温度变化小于或等于土0.3K)；能保证稳定的吹扫气体流速并控制在流速范围的土10%（如，10mL/min～150mL/min）；
-
温度和质量范围能满足试验要求；记录装置可自动记录质量对温度和时间的曲线；
一
温度信号测量的准确度为土2K或更高；时间测量的准确度为士1s或更高；
一质量测量的准确度为土20ug或更高。
5.2吹扫气体
干燥空气或氧气（氧化条件），或者是氧含量在0.001%（体积分数)以下的合适的惰性气体（非氧化条件）。无论哪种情况，吹扫气体中水分含量均应小于0.001%（质量分数）。
6试样制备
6.1 通用要求
试样可为液体或粉状、球状、颗粒或切片状的固体。对于成品：试样应该采用其通常在使用时的
形态。 6.2取样
用切片机或刀片切取试样，试样的尺寸应与所用娲匹配注：试样尺寸和形状通常取决于埚。表面积会影响总的结果，例如表面积较大的试样与表面积较小的试样相比
在两者质量相同的情况下，较小表面积试样的变化速率通常较慢，
6.3试样状态调节
除非在材料规格或产品标准里另有规定，测量前试样应按照GB/T2918一1998中规定的一个标准环境，或按照有关双方商定的其他条件进行状态调节，
6.4试样质量
试样量应尽量在10mg~100mg之间。
2 GB/T33047.1—2016
7校准
7.1质量校准
无任何气体流过热天平（防止浮力和/或对流效应的干扰）的条件下，用10mg～100mg的校准础码按下述步骤校准热天平：
记录质量校准时的温度。 首先将热天平调零，然后将校准码放在热天平上，并测量相应的质量变化。必要时应调节热天
平，使其所测的质量与校准码的质量一致。
若质量校准可由仪器控制软件中的程序完成或由质量校准服务机构完成，则可依据所出具的有效校准证书确认其质量校准的有效性。 7.2温度校准
使用与实际测量时相同的气体、气体流速和升温速率校准温度（见第8章）。 若热天平不与其他的热分析方法联用，则采用以下步骤校准： a） 选择居里温度与待测温度范围接近的两个或更多的校准物质。如可能，应使待测的温度范围
处于所选两个校准物质的居里温度之间。
b）采用第8章试验步骤中所用的升温速率开始升温，根据居里温度转变的起始温度TA、中点温
度Tc和终止温度Tε进行温度校准。 注1：居里点是升温过程中铁磁性物质转变成顺磁性物质的温度，该过程是可逆的。利用磁场产生一个向下的力
(如，将一块强磁铁置于炉体下方)作用于铁磁性试样上。由此产生的表观增重会随着试样的温度超过其居里温度而消失。
注2：优先使用可溯源到计量实验室的有证校准物质。适宜的校准物质可通过仪器商或国际计量机构获得若热天平与DSC(差示扫描量热仪）检测器联用，推荐热天平温度校准采用相应标准中规定的程
序，如用于DSC的GB/T19466.1一2004。
注3：校准物质的熔融温度定义为外推的基线与吸热曲线拐点处切线的交点（外推起始温度）。 注4：校准是获得可靠的热重数据最关键的一步。温度传感器、试样形状、气体种类、气体流速之间的相互关系，均
会影响测量系统的校准。
注5：所用的气体及其流速会影响试样氧化的速率，从而决定了质量损失的速率。因此，采用与第8章规定的步骤
相同的气体和流速进行校准非常重要。
8试验步骤
8.1通则
根据测量要求选择一个合适的仪器设置。可采用两种试验模式：温度扫描模式（见8.2）和等温模式
（见8.3）。
注1：当有气体流过时，热天平受到的浮力和对流会发生改变。因此，即使实际质量没有改变，也会观察到质量的表
观变化，从而降低了质量测量的准确度。建议采用与实际试验相同的升温速率和气体流速进行无试样的预试验，以观察质量的表观变化。质量测量的精度低于预试验所测得的精度。
注2：测量过程中可能切换气体，这时使用相同的气体流速。此外，推荐使用密度相近的气体，以获得相近的浮力效
应。如无法使用密度相近的气体，则需做浮力校正。
注3：当使用多种气体时，尽量缩短气源和仪器之间的距离，减小由于气路吹扫而引起的气体滞后。 选择气体流速。 使用与样品测量时相同的吹扫气体和流速，调节放有埚的热天平的零点。
3 GB/T 33047.1—2016
将盛有试样的埚放在热天平上。通入气体并记录初始质量，除非出现以下情况若在严格的情性气氛下进行研究时，记录质量前，用真空泵先抽空热天平，然后再充满情性气体；或
用与测量相同的情性气体，以相同的流速吹扫至少10min。 8.2 温度扫描模式
设定温度程序，如有可参照的标准，则可遵照该标准指定的程序程序包括起始温度、终止温度、恒温设置和程序温度间的升温速率以及不同程序使用的吹扫气体。 启动测量程序并记录热重曲线，
8.3 3等温模式
启动仪器，以仪器最快的速率升温，尽快达到设定的温度，
9结果表示
9.1 曲线表示
以质量或质量变化与时间或温度的关系曲线表示热重数据。按照9.2和9.3规定的程序测定TG
曲线的特定温度和质量。 9.2 质量增加的测定
从曲线上测定最大质量mmx。 典型的质量增加曲线见图1。
m ↓
mrac
91
T, t
说明： m T 温度；
质量；
时间。
t
图1质量增加的TG曲线示例
质量增加以质量百分比m计，按式（1)计算：
m mx - m×100% mg
....(1)
m:
4 GB/T33047.1—2016
式中： m max 最大质量，单位为毫克（mg）；
升温前的质量，单位为毫克（mg）。
ms 注：根据9.2检测到质量的增加，仅在吹扫气体被试样吸收时才会出现这样的例外情况。
9.3 质量损失的测定 9.3.1 质量单阶损失（见图2)
物/
A
,
C
B
TATeTh
T, t
说明： m T 温度；
质量；
A 起始点； B 终止点； C
中点。 图2质量单阶损失的TG曲线示例
时间；
t
从TG曲线确定A、B和C点，其中： A起始点 起始质量的延长线与TG曲线上梯度变化最大点处切线的交点；
终止质量的延长线与TG曲线上梯度变化最大点处切线的交点； TG曲线与两基线等距离的交点。
B终止点 C中点确定质量m和mf，以及对应于A、B和C点的温度TA、T和Tc。 质量损失以百分比m：计，按式（2)计算：
m一m
X 100
..(2)
m; =
ms
式中： mr 终止点B对应的质量，单位为毫克（mg）； ms 起始点A对应的质量，单位为毫克（mg）。
5 GB/T 33047.1—2016
9.3.2 质量多阶损失（见图3）
m
A1
m,
Q
A2
m
B1
C2
N
B2
TA1 7al Tci
TA2 Ti2 Tc2
T, t
说明：
质量；温度；时间。
T
图3质量多阶损失的TG曲线示例
按照9.3.1的方法，确定点A1、B1、C1、A2、B2、C2等（如有两个以上的多阶过程）。 确定质量m、mi、m及温度TA1、TBI、Tci、TA2、TB2、Tc2等若TG曲线在第一台阶与第二台阶之间未呈现质量恒定过程（见图4），可将该处最小梯度处的切
线与第一台阶最大梯度处切线的交点作为B1，将该处最小梯度处的切线与第二台阶最大梯度处切线的交点作为A2。将mBl、mAz间中点对应的质量作为mi。
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