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May 2008 NETZSCH Analyzing Testing 热分析原理与测试技巧 热流型 DSC 热重（TG）基本原理 质量变化 热稳定性 分解温度 组分分析 热重（TG）基本原理 典型热重图谱示例 STA 结构示意图 STA 传感器多种选择 玻璃化转变、冷结晶、熔融 PET的典型DSC测量图谱，可以看到玻璃化转变(Tg)、冷结晶和熔融。 高分子测试一定需要二次升温吗？ 取决于您希望看到什么样的结果 关注样品原始的信息：一次升温 消除热历史或力学历史：二次升温 各样品在相同的起点上进行本身性能的比较：二次升温 热固性材料：第一次和第二次升温都很重要 要注意选择合适的降温条件。 结晶度/% = （A1-A2）／ 100% 结晶材料的理论熔融热焓 氧化诱导期（O.I.T.）测定国标方法： 样品称重：15mg，薄片或碎粒 坩埚：敞口铝坩埚（或铜坩埚） 气氛：O2 50ml/min, N2 50ml/min 试验温度：200℃ ，可根据氧化时间长短作适当调整 常用温度程序：RT … (N2) … 850℃ … (O2) … 1000℃ 室温～600℃（N2）：小分子添加剂或残余溶剂等的挥发树脂的分解 650℃～800℃（N2）：常用填料碳酸钙的分解 850 ℃以上（O2）：热解碳与碳黑填料的烧失 残余质量：碳酸钙分解产物CaO、钛白粉等无机颜料与填料、玻纤等无机增强剂等。 纯树脂，或未添加碳酸钙，可将O2切换温度提前至600℃ 若材料的热分解温度与小分子添加剂（如增塑剂）等挥发温度重叠，可采取在真空下测试、降低小分子添加剂的沸点使两个平台得以有效分离 因为少量残余氧气的存在可能降低树脂的热稳定性，因此在测试前一般需进行抽真空-惰性气氛置换的操作，以确保气氛的纯净性 对比惰性与氧化性气氛中的不同失重现象，可区别高分子的热裂解与热氧化裂解。 热分析实验技巧 热分析实验技巧 升温速率 热分析实验技巧 3. 制样方式 4. 气氛 热分析实验技巧 热分析实验技巧 热分析实验技巧 热分析实验技巧 热分析实验技巧 热分析实验技巧 热分析实验技巧 STA支架轻度受损后的处理 传感器受到轻度污染，可将支架在O2气氛下加热，冷却后用稀盐酸小心擦拭；或者将传感器头部浸入稀盐酸中（避免Al2O3杆与盐酸接触，防止毛细现象），去除污染后高温加热。 传感器与坩埚轻度粘连，可将粘连处加热后迅速放入液氮中，将其分离。 O.I.T. 测试 O.I.T. 测试 O.I.T. 测试 DSC 测试 坩埚尽量调整至热电偶的正中位置、保持左右对称。 参比坩埚的位置原则上不应再动 样品坩埚更换样品前后位置应尽量保持一致 在升温段前建议加上15min的恒温段，或至少保持测试前温度与信号稳定。 实验操作： TG 测试 TG 测试 TG 测试 TG 测试 升温速率 样品用量 实验气氛 坩埚的选取 制样方式 快速升温：使 DSC 峰形变大 特征温度向高温漂移 相邻峰或失重台阶的分离能力下降 慢速升温：有利于相邻峰或相邻失重平台的分离 DSC/DTA峰形较小 热分析领域常用而标准的升温速率是10K/min 利用多个不同升温速率下得到的一系列测试结果，可进行动力学分析 在存在竞争反应路径的情况下，不同的升温速率得到的终产物组成可能不同 一般情况下，以较小的样品量为宜。热分析常用的样品量为5～15mg。 2. 样品量 样品量小：所测特征温度较低，更“真实” 有利于气体产物扩散 相邻峰（平台）分离能力增强 DSC 峰形也较小 样品量大：能增大 DSC 检测信号 峰形加宽 峰值温度向高温漂移 峰分离能力下降 样品内温度梯度较大 气体产物扩散亦稍差。 在样品存在不均匀性的情况下，可能需要使用较大的样品量才具有代表性。 综合以上两点： 提高对微弱的热效应的检测灵敏度：提高升温速率 加大样品量 提高微量成份的热失重检测灵敏度：加大样品量 提高相邻峰（失重平台）的分离度：慢速升温速率 小的样品量 热分析实验技巧 块状样品：建议切成薄片或碎粒 粉末样品：使其在坩埚底部铺平成一薄层 堆积方式：一般建议堆积紧密，有利于样品内部的热传导 对于有大量气体产物生成的反应，可适当疏松堆积 热分析实验技巧 气流类别： 动态气氛 静态气氛 真空