对于PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，大家最熟知的是日常喝水的矿泉水瓶，它是种典型的热塑性聚合物，由对苯二甲酸和乙二醇缩聚而成。图1显示了其结构式。其具有极好的抗皱性、抗撕裂性、耐气候性以及低吸水性，可以用于许多不同的领域，它也被用于生产运动服装的纤维。厚度介于1到500μm 的薄膜可被用于包装材料、生产家具、遮阳伞等等。这种薄膜经常与其它薄膜一起层压，被广泛用于食品工业，例如咖啡包装或其它食品包装，用于防止香气损失。为了获得稳定的产品质量，材料性能的表征是非常重要的。

DSC是一种测试样品热流与温度或时间函数关系的技术。这种方法可以定量测试物理转变和化学反应。本文尽可能全面地描述了如何用DSC分析PET，同时比较了各种方法测试得到的结果。这里主要讨论了PET的以下效应：

● 玻璃化转变

● 冷结晶

● 重结晶

● 熔融

● 热历史

01实验细节

本文中的实验均采用配备了FRS 5传感器的DSC3进行测试，并用STARe软件进行分析。称取约3到10 mg的PET样品，并根据具体的应用进行预处理。样品表面平滑，且与坩锅底部接触良好。

02测试和结果

图2展示了PET样品典型的第一次升温测试曲线。图中显示了玻璃化转变、冷结晶和熔融。玻璃化转变伴随着焓松弛，它表现为与玻璃化转变重叠的一个吸热峰。当样品在玻璃化温度以下储存较长时间可以产生焓松弛。当样品被快速冷却时，样品没有时间在冷却时结晶，再次加热时会发生冷结晶。

玻璃化转变

图3显示了以20 K/min进行的升温，降温，然后再升温的实验。这种实验的第一次升温过程经常被用于进行样品的热预处理。在图3中，第一次升温的曲线对应于图2中显示的曲线。图中还显示第二次升温的曲线与第一次升温的曲线差别很大，熔融峰更宽，玻璃化转变处的松弛和冷结晶不再出现。在冷却过程中，样品有足够的时间发生结晶。在降温曲线上结晶峰清晰可见。然后样品被再次加热，没有焓松弛发生，这是因为样品没有时间发生物理老化。

在实际测试中，升温-降温-升温实验被用于消除材料的热历史，以及检查样品的生产过程。在第二次升温过程中，玻璃化转变的台阶更小。这意味着与第一次升温相比，无定形材料的含量降低，晶体含量提高。

结晶＆冷结晶

图4显示了不同的降温速率对结晶和结晶温度范围的影响。降温速率越大，结晶峰向低温方向偏移。当样品被缓慢降温时，在随后立即进行的升温测试中看不到冷结晶。与之相反，如果样品被快速冷却，样品没有时间结晶，当样品被再次加热时会发生冷结晶。比如，如果以50K/min的速率冷却PET样品，样品不能结晶完全。样品中的无定形部分会在紧接着的升温测试中显示冷结晶。

热历史

图5说明了热历史对PET样品的影响。样品在不同的条件下进行冷却。第一次降温非常缓慢；第二次骤冷；第三次骤冷后在65˚C退火10个小时，即在略微低于玻璃化转变温度的条件下储存。降温之后随即进行的升温测试结果明显的不同。缓慢冷却的样品只在玻璃化转变处显示了一个小的台阶，没有冷结晶。在缓慢冷却时，样品有足够的时间用于结晶，从而无定形部分的含量比较低。骤冷样品显示了一个大的玻璃化转变台阶。这说明无定形的含量比较高。而且，可以观察到冷结晶峰，这是因为样品没有足够的时间结晶。在65˚C退火10小时的样品除了显示急冷样品的热效应外，还因为老化过程而形成了焓松弛。三个样品的熔融峰几乎是相同的。熔融峰不受热历史的影响。

图6显示了不同退火时间对焓松弛的影响。首先以10K/min的速率将样品从30˚C升温到300˚C，然后将样品骤冷并在65˚C退火不同的时间(0到24小时)。然后以10K/min的速率从30˚C到300˚C进行样品测试。

总结

样品在玻璃化转变温度以下储存的时间越长，焓松弛越大，物理老化效应越明显。焓松弛峰常常是热历史的原因，它会影响我们对玻璃化转变的分析。这个峰的消除可以通过将样品加热到略微高于玻璃化转变温度然后再骤冷的方法进行，然后再进行第二次升温。实际上，焓松弛包含了样品的热历史和机械历史等一些有价值的信息 (储存温度、储存时间、降温速率等)。在实际生产中，为了避免不希望的物理老化，样品或材料的储存温度是我们最应该考虑的因素。