第五章 热案例.ppt

;热分析定义;热分析的分类;热分析四大支柱 差热分析、热重分析、 差示扫描量热分析、热机械分析 ——用于研究物质的晶型转变、融化、升华、吸附等物理现象以及脱水、分解、氧化、还原等化学现象。 ——快速提供被研究物质的热稳定性、热分解产物、热变化过程的焓变、各种类型的相变点、玻璃化温度、软化点、比热、纯度、爆破温度和高聚物的表征及结构性能等。 ;1. 可在宽广的温度范围内对样品进行研究； 2. 可使用各种温度程序（不同的升降温速率）； 3. 对样品的物理状态无特殊要求； 4. 所需样品量可以很少（0.1?g - 10mg）； 5. 仪器灵敏度高（质量变化的精确度达10-5）； 6. 可与其他技术联用； 7. 可获取多种信息。;*;二、热重法（TG）Thermogravimetry ;1、TG – 应用范围;2、TG基本原理;TGA基本原理;3、TG曲线;DTG （微商热重法）曲线;4、影响TG曲线的主要因素：;（1）升温速度;（2）气 氛 影 响;（3）样品的粒度和用量;（4）试样皿（坩锅）;5、测样要求 ;6、TGA的应用;如图五种聚合物的热重曲线，PMMA、PE、PTFE都可以完全分解，但热稳定性依次增加。PVC（聚氯乙烯）稳定性较差，第一步失重阶段是脱HCl，发生在200～300℃，脱HCl后分子内形成共轭双键，热稳定性提高（TG）曲线下降缓慢）。;在比较热稳定性时，除了失重的温度外，还需要比较失重速率，如比较图三条TG曲线，显然 c的热稳定性比a、b强，而a与b虽然失重的起始温度相同，但a的斜率大于b，说明a的失重速率大于b，所以a的热稳定性最差。;三、 差热分析（DTA） Differential Thermal Analysis ;参比物;热电偶与差热电偶;1、DTA的基本原理;DTA曲线：DTA谱图的横坐标为温度T（或时间t），纵坐标为试样与参比物温差△T，所得到的△T和T(或t）曲线称差热曲线。 样品温度Ts 参比物温度TT 温度差ΔT＝Ts－TT ΔT是“＋”为放热峰， ΔT是“－”为吸热峰。 基线相当于ΔT＝0 （无热效应发生）;DTA曲线;差热反应起始温度的确定 外延始点温度;差热分析中产生放热峰和吸热峰的大致原因; DTA曲线的解析 （1）含水矿物的脱水 ——普通吸附水脱水温度：100－110℃ 。 ——层间结合水或胶体水：400 ℃内，大多数200或300 ℃内。 ——架状结构水：400 ℃左右。 ——结晶水：500 ℃内，分阶段脱水。 ——结构水：450 ℃以上。 ;（2）矿物分解放出气体 ——CO2、SO2等气体的放出 ——吸热峰 （3）氧化反应 ——放热峰 （4）非晶态物质的析晶 ——放热峰 （5）晶型转变 ——吸热峰或放热峰 （6）熔化、升华、气化、玻璃化转变 ——吸热峰 ;3、DTA曲线的影响因素;（1）升温速率;升温速率;（2）样品;样品;（3）压力、气氛;4、DTA的应用;应用举例—高聚物的玻璃化转变温度;部分化合物的鉴定 差热分析法可用于部分化合物的鉴定。一种简便的方法是事先将各种化合物的DTA曲线制成卡片，然后通过样品实测的DTA曲线与之对照，实现化合物鉴定。 萨特勒（Sadtler）研究室出版了大约2000种DTA曲线，其中大约包括450种商品化合物、1000种纯有机物、360种无机化合物、150种药物和甾体化合物。 麦肯齐（Mackenzie）制作的DTA曲线卡片1662张，分为矿物、无机物和有机物3部分。;四、 差示扫描量热（DSC） Differential Scanning Calorimetry;1、功率补偿式DSC工作原理;热流式DSC工作原理;差示扫描量热仪;2、DSC曲线;3、影响DSC的因素;4、DSC的应用;小结： DSC和DTA的比较;本章课程总结;思考题;参考书籍