1、第五章1 差动热分析 DifferentialScanningCalorimetry DSC 差动热分析技术 DTA DSC 5 1热分析定义及分类5 2差热分析原理 DTA 5 3差动分析原理 DSC 5 4实验结果形式及处理方法5 5实验方法及影响因素5 6仪器结构5 7具体应用领域 5 1热分析技术类别 定义 定义 在程序控制温度下 测量物质的物理性质和温度关系的一类技术 称为热分析技术 P f T 其中 P 物质的物理性质 热 重量 体积等 T 环境温度程序控温 T g t at b 线性程序 热分析技术 P f T 质量变化 其他性质 力学性质 温度 热量 热重法微熵热重法 差热分析
2、差示扫描 热机械分析动态热机械 热膨胀法热电学法热光学法热传声法热磁法 例1 例2 例1 塑料中无机填料含量的分析 原理 塑料分解温度 200 6000C无机填料分解温度800 10000C以上 利用热失重原理进行分析 例2 老化过程PP熔点的变化 原理 PP在紫外光环境种极易老化降解 分子量减少 熔点下降 通过DSC分析 由峰位置判断其变化 5 2差热分析仪原理 5 2 1材料在受热过程中的各类转变 各类热转变 物理变化 化学变化 相转变玻璃化转变 吸热 熔融 吸热 结晶 放热 热分解 吸热 氧化反应 放热 交联反应 吸热 放热 等等 共同特点 有热效应发生 吸热或放热 5 2 2热惰性物质
3、 参比物 定义 在一定受热温度条件下 25 10000C 没有任何热效应产生的物质 称为 热惰性物质 氧化铁 氧化铝 5 2 3差热分析原理及曲线图 控制单元 样品炉 记录仪 T环 T试 T参 温度差 T试 T参 吸热转变 放热转变 无转变 熔融过程玻璃化转变热分解 试样内热稳定 结晶过程氧化反应 小于零 等于零 大于零 5 2 4DTA曲线结果 形式 定义 在程序控温下 测试试样与参比物之间温差与环境温度之间的对应关系 差热分析 DifferentialthermalAnalysis DTA 结果 热转变温度 峰的位置 定性 控制单元 样品炉 记录仪 T环 dH dT s dH dT c 5
4、 3差示扫描量热法 差动热分析 功率差 dH dT s dH dT c 吸热转变 放热转变 无转变 熔融过程玻璃化转变热分解 试样内热稳定 结晶过程氧化反应 大于零 等于零 小于零 动态零位平衡原理 当试样内部发生热效应时 由功率补偿单元对温度偏低的一方进行补偿加热 使温度恢复平衡 定义 在程序控温下 测试试样与参比物之间补偿功率差与环境温度之间的对应关系 差示扫描量热法 Differentialscanningcalorimetry DSC 结果 1 热转变温度 定性分析 2 转变热焓值 定量分析 5 4结果分析与处理 A B C D T A 峰顶点温度T C 始点温度T D 终点温度T B
5、 切线温度 熔点温度 B A C D h h T A 峰始点温度T C 半高温度T D 切线温度T B 终点温度 玻璃化温度 A B C D 热量值 5 5实验影响因素 5 5 1样品形态 固态样品 如固体产品分析 从其上割取一小块 粉末样品 如粉末PP 金属粉末等 薄膜样品 塑料薄膜产品液体样品 如有机产品 高分子溶液气态样品 不允许 5 5 2实验影响因素 实验影响因素 样品用量 气氛 升温速度 PP在空气中PP在N2中 5 6仪器结构和组成 DTA404PC 室温至1500 德国耐驰仪器有限公司 DSC204F1Phoenix 180 700 升降温速率 0 001 100K min德国
6、耐驰仪器有限公司 DSC404CPegasus 120 1650 德国耐驰仪器有限公司 同步热分析仪STA449CJupiter 傅立叶红外 FTIR 联用系统 仪器主要技术指标 工作温度范围控温速度冷却方式 介质控制精度是否联用生产厂家 PE TA 5 7材料研究中的应用 DTA DSC的比较 DTA DSC 定义 温度差 温度关系形式 温度差 f 温度 结果 热转变温度仪器 无热补偿单元 定义 功率差 温度关系形式 功率差 f 温度 结果 热转变温度热量值仪器 有热补偿单元 应用 定性分析 应用 定量分析 应用领域 一切有热效应发生的转变过程 1 玻璃化转变温度测定 XPS分析结果 N1s 纯NBp83 NBp83 CoCl2交联前 NBp83 CoCl2交联后 NBp83 CoCl2交联后 NBp83 CoCl2交联前 纯NBp83 全反射红外光谱分析 NBp83 CoCl2交联前 NBp83 CoCl2交联后 NBp83 CoCl2交联前 NBp83 CoCl2交联后 DSC曲线 DSC曲线 DSC曲线 2 熔融温度测定 3 结晶度测定 4 结晶动力学研究 从上公式求得n和K 可以获得结晶基本规律
