高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物为基体，再配有其他添加剂（助剂）所构成的材料。高分子材料种类繁多，包括塑料、橡胶、纤维、胶黏剂、涂料等。高分子材料由于具有很多优良特性，已成为国民经济建设与人民日常生活必不可少的重要材料。不同需求的产品要求的性能是不一样的，选材不当、更换原材料、不合理回收都会影响到产品的质量，因此找到合适的方法加强产品的质量管控非常重要。

目前关于高分子材料管控的标准比较少，中国质量认证中心2011年发布《关于家用和类似用途设备用非金属材料材质一致性判定方法和准则的技术决议》，该决议选用密度，红外光谱(FTIR)，差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)作为非金属材料材质一致性判定的方法，其中密度是一种参考的方法，主要还是后三种(见图1)。另外，UL材料备案选用的也是FTIR、TGA、DSC这三个方法来进行的，不同批次的材料与备案的材料进行比较，来评定比较批次材料是否一致。

图1

选用这三种方法来评估高分子材料的一致性主要还是跟这三种方法各自的特点是有关系的。在实际的质量管控中，选其中一种方法还是三种方法一起执行，可以根据方法的特点及材料的实际情况进行选择。下面是这三种方法的特性介绍。

1． 红外光谱法(FTIR)

FTIR全名为傅里叶变换红外光谱法，其原理是物质分子中的基团吸收红外光，产生特征红外吸收谱带，通过这些特征红外吸收谱带进行物质结构分析。由于不同的物质基团的种类不同，基团排布的方式不同，因此表现出来的红外谱图也会存在一定的差异。

图2

图3

图2和图3分别为丁腈橡胶(NBR)和氢化丁腈橡胶(HNBR)的红外谱图，HNBR是利用一定的工艺对NBR的二烯单元的双键选择性加氢还原成饱和键，因此HNBR红外谱图上900-1000cm-1的二烯键变弱，而720cm-1出现了长链亚甲基的峰，这些差异与化合物的结构紧密相关。

通过以上分析可以看出，不同的化合物其结构会存在差别(主要是官能团的类型和连接方式不一样)，这种差别在红外谱图上会体现出不同的谱峰，因此通过红外谱图的比较，可以得到样品所含化合物的差异或化合物结构上的差异。

2. 热重分析法(TGA)

TGA法（热失重分析法），其原理是测量样品质量随温度或时间的变化关系。高聚物一般都有其特定的分解温度，不同阶段表示不同组分的分解，温度从低到高依次为小分子物质（水分，有机添加剂等）分解，高聚物分解，无机物的分解（炭黑，碳酸钙的分解），最后为残余的灰分（主要是材料中的无机添加剂或其分解产物），如图4所示。不过不同升温程序的设置，其分解物的类型会有所差别。

图4

3. 差式扫描量热法(DSC)

DSC法（差示扫描量热法）是样品在一定的温度程序(升/降/恒温)控制下，测量样品与参比物之间的能量差随温度或时间的变化过程。此法可以用来研究材料的熔点，结晶度，相转变，热历史，玻璃化转变温度，氧化诱导时间，比热容，纯度等。

在一致性的比较中，可以分析曲线的形状和变化趋势，可以关注材料的熔融温度、结晶温度、玻璃化转变温度等特征参数来判定材料的一致情况，如图5所示。

图5

需要注意的是高分子材料材质一致性判定必须要有一个参照品，此参照品的质量和性能是被确定了的能够满足要求。然后分别测试参照品和对比样品的红外谱图，热失重曲线和/或差示扫描量热曲线，通过测试的结果分析对比样品与参照品的差异或判定两者是否一致。所以此方法是一种很好的质量管控的方法。

根据以上一致性判定的思路，一致性判定的方法不是一成不变的。针对产品的特点或相关方的关注点还可以选择其他不同的材料分析方法作为管控的手段，例如密度法、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)、元素分析法、X射线粉末衍射法(XRD)、其他物理性能表征等。另外在了解产品的基础上或从经济角度出发，也可以只选择其中一种或两种方法进行比对测试分析。选择方法的原则是操作简单快捷，针对性强，尽量能够包括更多的样品信息。