差示扫描量热法DSC讲述.ppt

示差扫描量热法 DSC与DTA测定原理的不同 1、差示扫描量热分析原理 （1）功率补偿型差示扫描量热法 零点平衡原理 （2）热流型差示扫描量热法 ——通过测量加热过程中试样热流量达到DSC分析的目的，试样和参比物仍存在温度差。 ——采用差热分析的原理来进行量热分析。 ——热流式、热通量式。 热流式差示扫描量热仪 ——利用康铜电热片兼作试样、参比物支架底盘和测温热电偶。 ——仪器自动改变差示放大器的放大系数，补偿因温度变化对试样热效应测量的影响。 DTA与DSC比较 DTA:定性分析、测温范围大 DSC:定量分析、测温范围800℃以下(1650 ℃) DSC的温度、能量和量程校正 ——利用标准物质的熔融转变温度进行温度校正 ——利用高纯金属铟(In）标准熔融热容进行能量校正。 ——利用铟进行量程校正。 DSC温度校正 选用不同温度点测定一系列标准化合物的熔点? 常用标准物质熔融转变温度和能量 4.1 玻璃化转变温度的测定 HDPE与LDPE的混合物的测定 结晶速率及其动力学分析 4.3 化学反应的研究 聚合反应动力学 4.4 相容性研究 样品中含有不同比例的高密度聚乙烯和低密度聚乙烯，根据各样品DSC扫描曲线中熔融吸热峰的位置和面积比，可确定各样品中混合物的比例。 HD 1.53mg LD 0.78mg HD 1.50mg LD 1.50mg HD 1.47mg LD 1.30mg HD 0.65mg LD 1.48mg 111.0?C 132.4?C 聚合物熔体等温结晶放热的DSC曲线和结晶分数与时间关系如图所示。某一时间t 的结晶分数是由DSC曲线的部分面积St 除以总面积So而得。结晶分数~时间曲线一般呈S形曲线，除尾部一小部分曲线外，通常均可用经典的Avrami方程描述。 ti t t1/2 tf t 放热 dQ/dt ?(t) 1 0 a b (a)等温结晶DSC曲线　 (b)结晶分数与时间关系 Avrami方程的形式为： ?(t)：t时刻结晶分数 k(T)—与温度有关的结晶速率常数； n— Avrami指数，与成核机制和结晶形态有关 取两次对数 lnt ln[-ln(1-?)] 高转化率下发生偏离 左侧对lnt作图，截距为lnk，斜率为n n Avrami方程只能描述一级结晶 反应热(276J/g)可用于判断固化程度 Glass transition Onset: -12.9 ?C Midpt: -6.9 ?C Inflpt: -6.6 ?C Endpt: -0.9 ?C Del cp: 0.60 J/(g?K) exo DSC/mW/mg 0.4 0.2 0.0 -0.2 -0.4 -0.6 189.9?C onset 113.8 ?C -276.2 J/g ?C % 150.0 56 242.5 100 0 50 100 150 200 250 Temperature ?C 130.7 ?C 5K/min 酚醛树脂固化 含不同长度脂肪链的酰亚胺的聚合 由亚甲基丁二酸酐与脂肪二胺[通式为H2N-(CH2)n-NH2，其中n=6,8,10和12出发，合成一系列结构类似的含脂肪链的酰亚胺，利用DSC研究具有如下结构的这类甲基顺丁烯酰亚胺的聚合动力学。 C O N (CH2)n C O C HC H3C C CH2 CH2 O O N C C 　　　 甲基顺丁烯酰亚胺(n=6)的DSC升温曲线 总面积A:总放热 a: 时刻t放热之和 ,已反应分数 A-a: 时刻t未反应分数 dQ/dt:反应速率 放热　　dQ/dt 吸热 340　 T　 　440 a A-a T/K 熔融吸热 (72?C) 可由1条升温DSC曲线求得在不同温度处的k值，于是由Arrhenius图(lgk～1/T )的斜率可求得聚合反应活化能。实验结果显示Arrhenius图线性良好，反应符合1级反应。随柔顺亚甲基链段长度的增加(甲基数由6增加至12)，聚合活化能从75kJ/mol降至30kJ/mol。 如假定该反应为1级反应，便可直接写出速率方程： dQ/dt = k(A-a) k = (dQ/dt)/(A-a) T a A-a 　dQ/dt P(S-PFS): 苯乙烯-对氟苯乙烯的共聚物 PPO: 聚苯醚 PFS的摩