第三章_3热分析(免费阅读).ppt

Company Logo 热分析联用技术 TG-DTA联用 TG-DSC联用 TG-DTG-DTA联用 TG-DTA-GC联用 * 升温速率对卷烟纸热失重结果的影响见图3。如 图所示,随着升温速率的增加, DTG曲线上峰的峰顶 温度也随之升高。这是因为卷烟纸碎片的升温是依靠 坩埚与样品之间的热量传递而实现的。首先,在加热 的炉壁与坩埚,坩埚壁与纸样之间均有温差;其次,由 于卷烟纸碎片并不是一个均匀的整体,在升温过程中 卷烟纸样品本身发生了物理和化学变化,从而引起了 热焓的变化,其内部也形成了温度梯度。当升温速率 增加,这种温差也随之增大,热量传导造成的纸样升温 至热分解温度的过程也就越长,结果导致热重曲线的 起始温度和终止温度偏高[ 8 ] 。 * 烟草工艺/Manufacturing Technology 2008年第11期(总第256期)王　晔, 姚　伟, 王维生, 刘百战 　卷烟纸主要由纤维素和无机填料(碳酸钙)组成, 对整支卷烟的影响比其它任何非烟草组成部分更大, 它影响静燃速率、通风度、抽吸口数、压降和侧流及主 流烟气的输送量[ 1 ] ,并影响吸味。 在N2 气氛中,DTG曲线上位于309 ℃附近的峰为 卷烟纸中纤维素的分解峰,峰顶温度在600～700 ℃区 间的峰为卷烟纸中碳酸钙的分解峰。而在氧化性气氛 中, TG曲线多了一段下降过程,相应地DTG曲线上多 出一个峰,此峰应为纤维素分解后产生的残留的焦的 氧化峰。在含20%O2 的N2 气氛中,DTG曲线有一个 峰顶温度为396 ℃的尖锐的峰。这个峰表明在此气氛 中卷烟纸有剧烈氧化直至燃烧的现象[ 9 ] 。 对比氧化性气氛和惰性气氛下卷烟纸的TG和 DTG曲线可以看出,氧气的存在可以加速纤维素的分 解。随着氧气浓度的增加,DTG曲线上纤维素以及残 留的焦的分解峰都向低温方向移动,后者峰形的变化 尤其明显。碳酸钙在DTG曲线上分解峰的位置基本 不变,这是因为碳酸钙的热分解并不需要氧气的参与。 * 玻璃化转变温度: 对于非晶聚物，对它施加恒定的力，观察它发生的形变与温度的关系，通常特称为温度形变曲线或热机械曲线。非晶聚物有三种力学状态，它们是玻璃态、高弹态和粘流态。在温度较低时，材料为刚性固体状，与玻璃相似，在外力作用下只会发生非常小的形变，此状态即为玻璃态：当温度继续升高到一定范围后，材料的形变明显地增加，并在随后的一定温度区间形变相对稳定，此状态即为高弹态，温度继续升高形变量又逐渐增大，材料逐渐变成粘性的流体，此时形变不可能恢复，此状态即为粘流态。我们通常把玻璃态与高弹态之间的转变，称为玻璃化转变，它所对应的转变温度即是玻璃化转变温度，或是玻璃化温度。  Company Logo DTA仪的基本结构 　　差热分析仪通常由加热炉、温度控制系统、信号放大系统、差热系统及记录系统组成。 Company Logo DTA曲线 DTA曲线是指试样与参比物间的温差（ΔT）曲线和温度（T）或时间（t）曲线的总称。 Company Logo DTA曲线的几何要素 ① 零线：理想状态ΔT=0的线； ② 基线：实际条件下试样无热效应时的曲线部份； ⑤ 起始温度（Ti）：热效应发生时曲线开始偏离基线的温度； ⑥ 终止温度（Tf）：曲线开始回到基线的温度； ③ 吸热峰：TS＜TR　，ΔT＜0时的曲线部份； ④ 放热峰：TS＞TR ， ΔT＞0时的曲线部份； ⑦ 峰顶温度（Tp）：吸、放热峰的峰形顶部的温度，该点瞬间 d（ΔT）/dt=0； ⑧ 峰高：是指内插基线与峰顶之间的距离； ⑨ 峰面积：是指峰形与内插基线所围面积； ⑩ 外推起始点：是指峰的起始边钭率最大处所作切线与外推基线的交点，其对应的温度称为外推起始温度（Teo）； Teo最为接近热力学平衡温度 Company Logo 差热曲线的分析 差热曲线中峰的数目、位置、方向、高度、宽度和面积等均具有一定的意义。 峰的数目表示在测温范围内试样发生变化的次数； 峰的位置对应于试样发生变化的温度； 峰的方向则指示变化是吸热还是放热； 峰的面积表示热效应的大小等等。 Company Logo DTA数据的记录方式 为了避免混乱和保证有足够的数据以进行重复工作，ICTA标准化委员会拟定了报导热分析数据的应用规则，对于DTA，ICTA列出的规则如下： 1）所有物质(试样、参比物、稀释剂)的标志，用明确的名称，化学式等表示。 2）所有物质的来源说明，它们的处理和分析方法。 3）温度变化的平均速率的测定、若是非线性的温度程序则应详细说明。 4）试样气氛的压力、组成和纯度的测定、并说明气氛是静态的还是自己产生的、或流动态的、或在试样上边通过。 Company Logo