一、檢測原理

熱重分析儀通過程序控溫，在氮氣、空氣兩種氣氛分段升溫，依據試樣質量變化，分別計算揮發分、橡膠聚合物、炭黑、無機灰分含量，是橡塑行業標準檢測方法。

1. 氮氣惰性氣氛（室溫~600℃）

橡膠基體、增塑劑、小分子助劑受熱分解揮發，剩余組分：炭黑+無機填料（灰分）；失重差值即為橡膠有機物總量。

2. 切換空氣氧化氣氛（600~900℃）

炭黑與氧氣充分燃燒氧化成CO?失重，殘留不可燃無機物（碳酸鈣、滑石粉、金屬氧化物等）即為灰分；此段失重為炭黑含量。

二、適用標準

GB/T 14837-2014《橡膠和橡膠制品 熱重分析法測定硫化膠和未硫化膠的成分》，專門規定TGA測試炭黑、灰分操作流程。

三、實驗操作步驟

1. 樣品制備

剪取硫化橡膠薄片，研磨成細小顆粒，稱取5～15mg樣品置于氧化鋁坩堝，平鋪避免堆疊，保證受熱均勻。

2. 升溫程序設置

1. 氮氣吹掃：流量50mL/min，室溫升溫至600℃，升溫速率10℃/min，恒溫10min，有機物分解；

2. 氣氛切換：氮氣切換為空氣（50mL/min），升溫至900℃，恒溫15min，炭黑充分燃盡；

3. 冷卻至室溫，記錄各階段剩余質量。

3. 數據計算

設樣品初始質量m?

- 600℃剩余質量m?：炭黑+灰分總質量

- 900℃殘余質量m?：無機灰分質量

- 炭黑含量 = [(m??m?)÷m?]×100%

- 灰分含量 = (m?÷m?)×100%

四、橡膠領域應用優勢

1. 測試效率高：單次樣品完整檢測僅1～1.5h，對比馬弗爐灼燒法大幅縮短時長；

2. 樣品用量少：毫克級試樣即可檢測，適合小批量試樣、成品膠件取樣；

3. 數據同步分層：一次測試同時得到增塑劑、橡膠基體、炭黑、灰分四項組分，無需多次試驗；

4. 自動化程度高：氣氛、升溫、恒溫自動控制，人為誤差遠低于傳統灼燒法；

5. 適配研發質控：可用于新品配方研發、來料膠料抽檢、成品橡膠質量驗收、炭黑填充量對標。

五、常見影響因素與注意事項

1. 升溫速率不宜過快，速率過高易造成內部分解不WAN全，炭黑測試結果偏高；

2. 坩堝必須選用氧化鋁材質，石英坩堝高溫易與無機填料反應，干擾灰分數據；

3. 氮氣吹掃充分，防止升溫前期氧氣提前氧化少量炭黑，造成炭黑數值偏低；

4. 含阻燃劑、金屬鹽特種橡膠，需延長高溫恒溫時間，保證炭黑WAN全燃燒；

5. 樣品不能太厚，堆積會導致內部缺氧，炭黑燃燒不CHE底，數據失真。

六、配套設備搭配（結合你之前XLB-50T硫化儀）

橡膠實驗室完整檢測鏈路：

XLB-50T平板硫化儀 → 硫化制備標準橡膠試樣 → 熱重分析儀TGA-1150Q → 快速測定炭黑填充量、灰分，完成配方組分定量分析，一套設備滿足制樣+成分檢測全流程，適配高校材料實驗室、橡塑企業質檢中心。