探索三维打印材料热稳定性与成分分析——TG-GC/MS联用技术的应用

2024-04-1853

在三维打印领域，材料性能与加工过程中的化学反应息息相关，尤其是热稳定性这一关键属性。为应对这一检测需求，使用TG-GC/MS（热重-气质联用）技术对3D打印材料进行了深度探究。TG-GC/MS结合了热重分析（TGA）与气相色谱-质谱分析（GC/MS），能有效监测样品在受热过程中的重量变化，并同步鉴定释放气体成分，从而提供关于材料热分解特性和潜在污染物的详细信息。联用系统还提供了详尽的样品信息，和单一系统分析相比，有着无法比拟的竞争优势。

图1：联用系统

在实验中，采用了TGA 8000分析仪以20℃/min的速度将样品加热至800℃，同时配备45 mL/min的氮气流速，确保样品在可控条件下进行热解。在此过程中，释放的挥发性分解产物通过接口送入GCMS 2400系统进行进一步分析。该系统设置全离子扫描模式（TIC）监测范围从15到500 amu，重点关注44 amu和94 amu两个特定质量数。

实验数据清晰展示了在不同温度点的热解行为，并针对不同的温度步骤设置了详细的GC条件，以便对各种挥发性组分进行优化分离。值得一提的是，这项技术还可应用于Kevlar和Nomex等高性能复合材料的热稳定性评估。