热重分析仪称量样品在升温过程中的质量变化，曲线横轴是温度、纵轴是质量。把这条曲线变成数字，就能算出化学反应动力学模型。该模型能告诉我们：反应多快、活化能多少、反应级数是几。下面分五步说明：

　　一、拿到原始数据

　　仪器给出两条：TG（剩余质量%）和DTG（质量变化速率，%/min）。例如某聚合物100℃开始失重，350℃结束，DTG峰顶在300℃。

　　二、选动力学方法

　　常用无模型法（Friedman、FWO、KAS）和有模型法（Coats-Redfern）。实验室先用无模型法求活化能E，再用有模型法拟合反应级数n，最后把参数带回方程。

　　三、无模型法算E

　　Friedman公式：ln(dα/dt)=lnA+n ln(1-α)–E/RT

　　α=(m₀-mt)/(m₀-mf)，是转化率。

　　把不同升温速率（5、10、20 K/min）下的DTG值代入，做ln(dα/dt)对1/T图，斜率就是-E/R。得出E后，可比较材料稳定性。

　　四、有模型法求n

　　用Coats-Redfern方程：ln[g(α)/T²]=ln(AR/βE)–E/RT

　　把常用的g(α)函数（一级、二级、扩散控制）轮流代入，看哪个线性最好，就取对应的n值。例如一级模型R²最高，则n=1。

　　五、得到完整模型

　　最终写成：dα/dt=A exp(-E/RT)(1-α)^n

　　把A、E、n输入软件，就能预测其他升温速率下的TG曲线，也可外推常温寿命。

　　举例：某环氧固化反应，经计算E=85 kJ/mol，n=1.2，A=1.2×10^9 min⁻¹。用模型预测150℃下反应90%需35 min，与实验误差＜5%。

　　热重分析仪TGA曲线先转成转化率α，再用无模型法求活化能E，用有模型法求反应级数n，最后得到动力学方程。这个方程能预测反应速率和材料寿命，是热分析给工艺设计提供的关键数字。