塑料 差式扫描量热法（DSC） 第1部分通则 征求意见稿

3塑料差示扫描量热法（DSC）第1部分:通则——热塑性塑料(含或不含填料、纤维或其它增强材料的聚合物、模塑料和其他模塑材料)；——热固性(含或不含填料、纤维或其它增强材料的未固化或固化的材料——弹性体(含或不含填料、纤维或其它增强材本文件适用于观察和和测定上述材料的各种相关性——化学反应(聚合，弹性体和热固性材料的交联、固化等)；GB/T2035塑料术语（GB/T2035-2024，ISO472：2013，NEQ）差示扫描量热法（DSC）differentialscanningcalorimetry在程序温度控制下，测定输入到试样和参比样的热流速率（热功率）差对温度和/或时间关系的技校准物质calibrationmat4注2：在特殊情况下，如测量高填充或增强的聚合物或具有与坩埚相当热容的补充热容，该材料在测试的温度和时间范围内为不发生热变化，其热容与试样的热容相近。如测试填充或增强产品时，单位时间的传热量（dQ/dt）。（1）正)或释放(放热，ΔQ负)的热量，见式（2）：或恒压比热容specificheatcapacityatconstan）：（3）或5注2：3.7.1至3.7.3中定义的基线仅指仪器在DSC运行后不久和运行终止前不久，在稳定条件下运行时(见图1dQ/dtvs.t6在DSC中同时放置装有试样的坩埚和参比坩埚时获得假定反应热和/或转变热为零时，通过反应和/或转变区域所拟合出的基线。通常注2：从峰的起始点Ti到峰的终止点Tf（峰值基线DSC曲线上，偏离试样基线达到最大值或最小值然后又返7特征温度和特征时间characteristictemperaturean注2：对于所有类型的DSC仪器，需要区注3：特征温度单位为摄氏度(℃)，相对温度和温差dQ/dt——热流速率Tei——内插或外推起始温度：(对于峰)内插准基线与峰近侧拐点处的切线的交点，或(对于台阶)外推起始基线与台Tef——内插和外推终止温度：(对于峰值)内插的准基线与峰值远侧拐点处的切线的交点，或(对于台阶)外推的结8Tf——终止温度：DSC曲线最后检测到的偏离4.1概述在规定的气氛及相同温度程序控制下,测量输入到试样端和参比端的热流速率差随温度和/或时间录该差异随参比温度(Tref)或时间的变化。5——测量Tspecimen，Tref和ΔT的电路；T1——试样端温度（TspecimenT2——参比端温度（Tref）；95——测量Tspecimen，Tref的电路；）；T2——参比端温度（Tref）。5.1差示扫描量热仪c）能将温度恒定在设定温度的±0.3℃内e）吹扫气体流动速率在一定的范围内(例如10ml·min-1～100ml·mink）热流速率分辨能力在±0.5µW内，准确度不5.2坩埚注2：当使用高压或密封坩埚时，测量时压力不一定恒定。因此，测定恒压下焓或cp时可5.3天平5.4校准物质宜使用干燥且惰性的气体(如纯度为99.99%或更高的氮气)，以避免试验过程中试样发生氧化或水试样应是固态或液态。固态试样可为适合坩埚的任意形状（粉末、颗粒、细粒或薄膜或从样品上切割成合适的尺寸。试样应能代表受试样品。特别注意避免试样受到任何污染。如果是从样片上切取试样时应小心，以防止聚合物受热重新取向或其他可能改变其性能的现象发生。应避免研磨等类似操作，以防止受热或重新取向和改变试样的热历史。取样的方法和试样的制备应在试验报告中注如果试样坩埚是用盖子盖住或密封的，其不应造成坩埚底部的任何注：不正确的试样制备会影响待测聚合物的热性除非有特殊试验程序的要求，否则所有校准和试验测量都应使用仪器不宜放在风口处，并防止阳光直接照射，测量前，应按材料相关标准规定或供需双方商定的方法对试样进行状——坩埚的类型、坩埚的尺寸及坩埚在坩埚支座的位校准试样升温时应略高于其转变温度，以避免校准物质与坩埚之间发为避免误导性结果或损坏坩埚支座，最好使用不会对熔点产生任何影响的校准物质和坩埚材料的建立仪器显示温度Tmeas和校准物质相变的真实温度Tcal之间的关系。Tcal=Tmeas+ΔTcorr关系式一致的结果，但在降温模式下却不一定能给选择至少两种校准材料，满足所需温度测量范围，置入坩埚（最好是由表面氧化的铝制成）。对于测量到的每个熔化峰，使用内插的峰开始和峰结束之间的准基线，确定外推的峰开始温度对于每个校准材料i，通过从真实转变温度∆Tal中减去外推的峰值起始温度TiTorr见式（4∆Torr=Tal−Ti,m（4）值进行线性插值，按照式（5）:为了使温度校正与温度关系的线性偏差引起的误差较小，建议两种校准材料所覆盖的温度范围尽这个校准程序取决于加热速率，必须对每个加热速率进温度校正步骤的精度应高于0.8K，校准材料对应的温度偏差不超过50K，且不存在相度T的线性偏差ΔTcorr。大温差和显著偏离线性关系的校正温度都会降低校准的准确性。考虑加热速率影响的更精确的温度校准方法，请参该程序建立了DSC曲线和准基线之间的面积与试样因转变而吸收或释放的真实热(ΔQtr)之间的关系。存在ΔQtr=KQ(T)×ΔQm，其中KQ(T)是一个与温度相关的校准因子.对于校准材料，ΔQtr等于ΔQcal。绘制线性准基线(见图1)，对DSC曲线与准基线之间的区域积分得到熔化比热，使用式（6）:热标定系数KQ是用标定材料Δqcal的真比热除以实测的比热Δqm，得到式（7）:KQ=Δqcal/Δqm（7）该程序建立了仪器测量的热流速率(dQ/dt)m与试样热容cp、升温速率β和试样质量m与真实流动速率(dQ/dt)tr之间的关系，见式（8（8）关系式(dQ/dt)tr=K(dQ/dt)(T)×(dQ/dt)m是有效的，其中K(dQ/dt)(T)是一个温度相关的校准因子。对于校准材料，(dQ/dt)tr等于(dQ/dt)cal。热流速率校准可以用刚玉(合成蓝宝石)或其他在感兴趣的温度范围内具有明确定义的热容量的材将校准试样和空坩埚按相同的温度程序进行，该程序分为三个部分(见图5):——校准样品测量用等温起始线(dQ/dt),st,空白运行等温起始线(dQ/dt),st——用于校准样品测量的动态段(升温速率优选10K/min，持续时间优选10～30min)，(dQ/dt)s和空白运行(dQ/dt)0;——等温结束线用于校准试样的测量，(dQ/dt),end，空白运行等温结束线(dQ/dt),end在动态段的准平稳范围内，根据式(9)对校准试样和空行程测量的相应热流率值进行评估，并对温度进行监测，得到校准函数K(dQ/dt)(T):，K(dQ/dt)(T)=mcal,ms，mr分别为校准试样、试样坩埚和基准坩埚的质量。9.1仪器准备9.1.1开启在任何校准或测试前应至少提前1小时打开仪器，使其达到稳9.1.2保护气体9.1.3测试条件所使用的测试条件(例如加热速率、试样质量)取决于试样的热效应，并在GB/T19466的相应部分进9.1.4基线的测定9.2试样制备9.2.1通则9.2.2坩埚的选择载过程中不产生变形，以确保试样和仪器之间有良好的9.2.3坩埚的称量9.2.4装载试样注:研究对象是聚合物基填充或增强材料时，试样质量应考虑为复合材料的聚合物组分，这有助于研究聚合物热效如有必要，需采用适宜的方法使研究样品均质化，以获得具有代9.2.5试样质量的测量物质是被调查样品的重要组成部分，应使用封闭式耐压坩埚或压力差示扫描量热仪。9.3将坩埚放入仪器中试样和基准坩埚的加载最好是在室温或略高于9.4测试9.4.1通则9.4.2扫描模式9.4.2.1仪器准备为仪器编程并设置实验参数以进行所需的热循环。两种类型的程序可以使用:连续或逐步加热或冷9.4.2.2开始运行测量聚合物的DSC测量受到试样热历史和形貌影响，建议重复进行升降温测试。第一次升温使性能。冷却曲线揭示了关于材料的成核和结晶的信息(9.4.2.3样品的卸载9.4.2.4数据处理9.4.3.1通则9.4.3.2室温下放入试样9.4.3.2.1加载仪器设备9.4.3.2.2开始运行在特定的测试条件下运行程序，直到吸热或放热反应或转变完成并获得稳定基线至少5min，记录9.4.3.2.3结束设备装置运行9.4.3.2.4数据处理9.4.3.3在室温以外的温度下放入样品9.4.3.3.1仪器设备的准备9.4.3.3.2加载试样并运行测量在此温度下，将试样和参比试样的坩埚引入坩埚架，立即启动仪器，记录DSC曲线随时间的变化。变，直到吸热或放热反应或转变结束并再次获得稳定基线至少59.4.3.3.3取出样品9.4.3.3.4数据处理9.5运行结束检查9.5.1检查质量损失9.5.2检查试样9.5.3检查坩埚和坩埚支座如果坩埚支架已被标本溢出或冷凝的挥发性物质污染，请按照制造商的说明清洗并b)标明受试材料的全部资料信息；c)所用DSC仪器类型（热流型或功率补偿型）、仪熔化和再结晶，然后以相同的速率进行加热运行，在此过程中记录熔对于每一个峰值，确定外推的峰值起始温度Tei,m(见图A.2)，使用插值的峰值开通过从真实转变温度Tcal中减去由此确定的外推峰值起始温度Tei,m(β=0)来确定温度校正的温度依赖性，（见公式A.2）(见图A.2):ΔTcorr(T,m)=f[Tcal−Tei,m(Tcal,m,β=0)]如果需要更宽的温度范围，最好使用三种以上Tcal——标定材料(锡)真实转变温度；图A.1使用锡作为校准材料，从外推峰值起始ΔTcorr——温度校准；Tei,m(β=0)——将校准材料的峰值起始温度外推至零升温速率。个别热定标因子KQ是由各自校准材料的真转变比热Δqcal和实测转变比热Δqm除以得到的，见公式（B.1）:KQ(Tcal,m,β)=Δqcal/Δqm(Tcal,m,β)（B.1）将热校准因子与温度标绘，得到热校准函数，见公式（B.2）(见图B.1):KQ(T,m,β)=f[Δqcal/Δqm(Tcal,m,β)]（B.2）该方法的准确度可望优于±0.5%[6]表C.1各种推荐校准材料[4][6][14][5][16][17]的转变温度、转变热和转变类型只能在密封的坩埚中测量。以液体的形式引入，重新称重以确汞水镓熔体与铝发生反应。—萘苄 铟— 锡—铋—镉铅锌419.527b锑铝熔体与吧铂发生剧烈C.2热流率的校准[15][18][19]通常，使用α-氧化铝或铜做比热容的校准。此外，还可以使用苯甲酸、聚苯乙烯、钼等材料[15]。C.2.2α-氧化铝[15][18]Cp，m=a0+a1=3an（C.1）表C.2计算α-氧化铝（刚玉、合成蓝宝石）摩尔热容的多项mol−1[15][18]112456K℃0J·g·K0–––––––C.2.3铜[15][19]Cp，m=∑0an(T)n（C.2）表C.4——计算铜摩尔热容的多项式系数，摩尔质量M=63546gmol-1[15][19]KppK℃0cpinJg-1K-1̶̶化的校准样品溶解一些坩埚材料的风险，这可能导致熔点的不水镓铟锡铅锌铝不锈钢钨，Wooooo