熱分析-STA(TGA) 熱重分析儀的應用與標準方法ASTM / ISO / JIS

熱分析中的熱重分析儀(TG)主要作為材料在升溫過程或恆溫過程中重量的變化分析, 通常有兩種設計一種是單一功能的Thermogravimetry (TG or TGA)另一種是同步式熱重熱示差分析儀STA(Simultaneous Thermogravimetric Analyze 技術簡寫TG/DSC or TG/DTA), 差異有兩點:

1. STA同一樣品可以同時得到樣品TG熱重變化訊號及DSC熱示差的吸放熱訊號
2. 另一個很重要的差異在於當樣品分兩次測試測試單一功能儀器時, 兩樣品本身存在差異, 會很容易造成兩種儀器訊號無法比對, 這是同步式STA (TG/DSC or TG/DTA)的優點。

各種不同材料包括不同高分子, 不同陶瓷 , 都會在不同溫度時會有低分子量分子氣化, 裂解,利用不同溫度下的變化可以分析材料的組成成分比例, TG熱重分析儀可以提供成分比例訊號, 但一般無法利用這些訊號得到成份種類, 因此常會使用TG串聯FTIR傅立葉紅外線光譜儀(STA-FTIR)或是TG串聯MS質譜儀(STA-Mass), 來分析裂解成份, 兩種儀器串聯就可以在不同溫度下得到定性的成分及定量的比例。

用途：常見各種膠材的溶劑比例, 低分子量未反應的材料比例, 吸水性分析, 長時間吸水性分析, 絕電材對氧氣的熱穩定性, 碳黑, 石墨比例, 對特定氣體的吸收例如氫氣, 各種在不同溫度下會有重量變化的訊息都可以使用STA同步式熱重熱示差分析儀。

應用領域:

• Polymer高分子產業 STA 可以作為材料的成分比例分析, 添加物比例, 溶劑含量, 含水量分析, 殘留灰分及高分子的耐熱溫度測試...
• 半導體銀膠, 太陽能銀漿領域 利用STA 分析數種膠材比例及銀粉比例, 銀粉比例影響導電度, 導熱率, 成本, 是銀膠及銀漿必要瞭解參數, 膠材比例影響交連速度及交連後Tg點的變化。
• IC封裝領域 利用STA 測試無機添加物及碳黑比例, 無機添加物例如玻纖, 碳纖, 碳黑, 這些比例影響熱膨脹係數及導熱係數, 最後強度, 應力殘留狀況也影響封裝材長期熱穩定性。
• 橡膠領域 橡膠因為使用在不同防震頻率下的高Tan delta或不同使用溫度範圍常利用不同橡膠混練產生不同特性的想膠, 利用STA 可以分析不同橡膠比例, 各種添加物比例及碳黑比例。
• 電絕緣材料 利用STA 加上氧氣分析材料在高溫下含有純氧狀態下反應的時間及溫度, 材料劣化時因為材料開始氧化重量會開始增加, 適合用STA分析。

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