使用MEMS热芯片进行高灵敏差异扫描热度计,用于分析聚合物结晶
Zechun Li1,2, Shaokui Tan1,3, Ming Li1,2
1State Key Lab of Transducer Technology, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China. xpc@mail.sim.ac.cn.
The Analyst
|April 7, 2025
概括
使用MEMS芯片的新型高灵敏差异扫描热度计 (DSC) 技术分析了聚胺6 (PA6) 结晶. 这种方法揭示了融化和冷结晶的临界速率,以及相变,使得详细的热行为研究成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 不同扫描热量计 (DSC) 对于材料热分析至关重要.
- 现有的DSC技术在快速的热过程中面临着灵敏度和速度的限制.
- 了解聚合物结晶动力学对于材料性能至关重要.
研究的目的:
- 引入基于MEMS的高灵敏度DSC技术,用于先进的热分析.
- 在各种热条件下研究聚胺6 (PA6) 的结晶行为.
- 确定PA6融结晶,冷结晶和相变的临界速率.
主要方法:
- 开发和应用MEMS单晶热芯片用于DSC.
- 使用芯片对PA6.6进行非异热和异热实验.
- 对相位转换和结晶动力学的热外信号的分析.
主要成果:
- MEMS DSC芯片表现出高温和功率响应性,具有快速冷却时间常数.
- 确定了50°Cs-1的临界冷却速率,用于抑制PA6融结晶.
- 确定了300°C的临界加热速率,用于抑制PA6的冷结晶.
- 在PA6中检测到微妙的γ-α相过渡,在25°C的临界加热速率下s-1.1.
- 在70°C和170°C之间观察到PA6结晶,在120°C时最短的半结晶时间为~1.1秒.
结论:
- 开发的高灵敏度MEMS DSC技术准确地描述了PA6结晶动力学和相位过渡.
- 该技术适用于在高加热和冷却速度下研究材料.
- 这一进步为材料科学研究和开发提供了巨大的潜力.
