热分析技术 (Thermal Analysis)重点.ppt

TG曲线上重量基本不变的部分称为平台，两平台重量差称为台阶。B点Ti处的累积重量变化达到热天平检测下限，称为反应起始温度；C点Tf处累积重量变化达到最大(已检测不出重量的继续变化)，称为反应终了温度 质量分数(%) 一阶导数(%/min) A B C H G 100 80 60 40 20 0 0 100 200 Ti 400 500 Tf 700 Tp T(K) 1.0 –1.0 –3.0 –5.0 –7.0 –9.0 –11.0 * Ti和Tf之间的温度区间称反应区间。亦可将G点取作Ti或以失重达到某一预定值(5%、10%等)时的温度作为Ti，将H点取作Tf。Tp表示最大失重速率温度，对应DTG曲线的峰顶温度。 质量分数(%) 一阶导数(%/min) A B C H G 100 80 60 40 20 0 0 100 200 Ti 400 500 Tf 700 Tp T(K) 1.0 –1.0 –3.0 –5.0 –7.0 –9.0 –11.0 * 质量分数(%) 一阶导数(%/min) A B C H G 100 80 60 40 20 0 0 100 200 Ti 400 500 Tf 700 1.0 –1.0 –3.0 –5.0 –7.0 –9.0 –11.0 Tp T(K) DTG曲线上出现的峰指示重量发生变化，峰顶与失重变化速率最大处相对应，峰的面积与试样的重量变化成正比。 * 3.2 影响热重测定的因素 1. 升温速度? 　 升温速度越快，温度滞后越大，Ti及Tf越高，反应温度区间也越宽。建议高分子试样为5~10K/min，无机, 金属试样为10~20K/min 0.42 2.5 10 40 100 240 480 K／min 700 800 900 1000 1100 ℃ 0 100 温度 (℃) 失重（％） * 常见的气氛有空气、O2、N2、He、H2、CO2 、Cl2和水蒸气等。气氛不同反应机理的不同。气氛与样品发生反应，则TG曲线形状受到影响 2．气氛 例如PP使用N2时，无氧化增重。气氛为空气时，在150~180?C出现氧化增重 * 　应考虑气氛与热电偶、试样容器或仪器的元部件有无化学反应，是否有爆炸和中毒的危险等。气氛处于静态、还是动态，对试验结果也有很大影响。 　　 　气氛处于动态时应注意其流量对试样的分解温度、测温精度和TG谱图的形状等的影响，一般气流速度40~50ml/min。 400 600 800 1000 1200 温度(℃) 1mg CaCO3? CaO+CO2↑ 失 重 将CO2 、真空、空气三种气氛与曲线对应 问题 真空 空气 CO2 * 3．样品的粒度和用量 样品的粒度不宜太大、装填的紧密程度适中为好。同批试验样品，每一样品的粒度和装填紧密程度要一致。 小用量 大用量 ΔW 温度 * 试样皿的材质有玻璃、铝、陶瓷、石英、金属等 试样皿对试样、中间产物和最终产物应是惰性的 聚四氟乙烯类试样不能用陶瓷、玻璃和石英类试样皿，因相互间会形成挥发性碳化物 白金试样皿不适宜作含磷、硫或卤素的聚合物的试样皿，因白金对该类物质有加氢或脱氢活性。 　　 在选择试样皿时试样皿的形状以浅盘为好，试验时将试样薄薄地摊在其底部，以利于传热和生成物的扩散 4．试样皿 * * 在试验过程中挥发物的再冷凝不但污染仪器，而且使测得的样品失重量偏低。待温度进一步上升后，这些冷凝物可能再次挥发产生假失重。为此，应加大热天平室气氛的通气量，使逸出的挥发物立即离开试样皿及其支持器。 5．挥发物的再冷凝 * 标准物 居里温度(?C) 文献值(?C) 镍铝合金 155 163 镍 355 354 Perkalloy 599 596 铁 788 780 Hisat 50 1004 1000 升温速率：40K/min 热天平可采用不同居里温度的强磁体来标定。标定时在热天平外加一磁场，坩埚中放入标准磁性物质。在居里点产生表观失重 200 400 600 800 1000 温度(℃) A B C D E 2 1 0 表观失重(mg) 6. 温