熱分析-DSC DSC及STA應用-橡皮材料降解及玻璃轉溫度Tg特性分析

橡皮筋廣泛地被運用在日常生活中，且有各種不同的尺寸。橡皮筋是由橡膠與乳膠製成。主要成分以天然橡膠製作，但橡膠在長時間保存，會有逐漸變硬、裂縫、失去光澤等老化現象。而老化又分成降解以及交聯兩種類型，降解是指受到紫外光、熱、機械力等因素造成分子鏈斷裂，導致高分子分子量下降，變軟發黏、強度降低。而交聯老化則是指碳-氫鍵斷裂，導致變硬變脆伸長率降低。

此篇透過瞭解降解的變化，可以瞭解橡膠材料的性質再根據產品的要求確定合理的加工條件以及儲存環境，在開發及品管方面能獲得更重要的訊息。以下利用具有樣品外觀觀測功能的Real View STA及DSC來觀察新的橡皮筋和室溫降解的橡皮筋的分解及玻璃轉化溫度轉變的實測。

▲ 圖一

從圖一來看，實線是新品而虛線則是經過2.5年的時間在室溫下降解的樣品。以新品來看從室溫到300℃附近，代表重量變化的TG訊號都沒有明顯的變化。但若是透過影像觀測系統RealView來看，在250℃時就能看到橡膠的流動。而降解過的樣品從160℃重量便逐漸的損失，並從影像觀測上得知樣品的形狀已經發生變化。在200℃左右開始逐漸變黑。

圖二則是利用DSC來觀測新品和降解9個月的樣品，在玻璃轉移溫度上的比較。實線的新品在¬-65℃附近可以看到代表著玻璃轉移溫度的階梯狀訊號。而降解過後的玻璃轉移溫度像高溫偏移了3℃左右，並且變化較不明顯。