热分析技术简介―DSC

1、热分析技术简介差示扫描量热仪（DSC）,高分子材料分析测试中心刘吉文,热分析,国际热分析协会（ICTA）热分析定义：在程序控制温度下，测量物质的物理性质与温度关系的一种技术。,ICTA热分析方法,DSC,热量,Thermogravimetry,DifferentialScanningCalorimetry,DSC204F1,主要内容,DSC的定义基本原理基线与仪器校正实验的影响因素应用实例新功能扩展,DSC的定义,差示扫描量热法是指在程序控制温度下，测量样品热焓与温度（或时间）的函数关系的一种技术。所有与热效应有关的物理及化学过程都可以用DSC表征.熔点熔融热和结晶热比热玻璃化温度结晶度氧化诱

2、导期相容性反应动力学,DSC曲线,基本原理,功率补偿型(PowerCompensation)在样品和参比品始终保持相同温度的条件下，测定为满足此条件样品和参比品两端所需的能量差，并直接作为信号Q（热量差）输出。热流型(HeatFlux)在给予样品和参比品相同的功率下，测定样品和参比品两端的温差T，然后根据热流方程，将T（温差）换算成Q（热量差）作为信号的输出。,量热仪内部示意图,工作原理简图,两种DSC的优缺点,仪器校正,基线校正基线的重要性样品产生的信号及样品池产生的信号必须加以区分；样品池产生的信号依赖于样品池状况、温度等；平直的基线是一切计算的基础。如何得到理想的基线干净的样品池、仪器的

3、稳定、池盖的定位、清洗气；选择好温度区间，区间越宽，得到理想基线越困难；进行基线最佳化操作。,温度和热焓校正,校正的方法测定标准物质，使测定值等于理论值；标准物质有高纯度的铟、锡、铅、锌等。什么时候需要校正样品池进行过清理或更换；进行过基线最佳化处理后。,实验中的影响因素,扫描速度的影响：灵敏度随扫描速度提高而增加；分辨率随扫描速度提高而降低。技巧：增加样品量得到所要求的灵敏度；低扫描速度得到所要求的分辨率。,扫描速度的影响,样品制备的影响,样品几何形状；样品与器皿的紧密接触；样品皿的封压；底面平整、样品不外露；合适的样品量（5-10mg)；灵敏度与分辨率的折中。,气氛的影响,一般使用惰性气体

4、，如2、He等；研究氧化反应使用空气；空气切换惰性气体时应需要较长排空时间；气体流速恒定（保护气60ml/min，吹扫气20ml/min）。,仪器操作注意事项,1.用力过大，造成样品池不可挽救的损坏；2.测试温域选择注意温度上限避免造成样品分解，下限温度一般要高于样品玻璃化温度至少20-30oC；3.还要注意最高温度不能超过坩埚上限（铝样品皿，温度500）;4.样品未被封住，引起样品池污染。,DSC应用举例,测玻璃化转变、熔点和熔融热共混物的相容性热历史效应结晶度的表征增塑剂的影响固化过程的研究,测玻璃化转变、熔点和熔融热,共混物的相容性,热历史效应,结晶度的表征,结晶度的表征,两种不同结晶度的高密度聚乙烯DSC曲线,增塑剂的影响,固化过程的研究,固化过程的研究,随着固化度（交联度）的增加，高分子分子量增加，Tg上升。,固化过程的研究,固化度高的环氧树脂，固化热小。,环氧树脂完全固化时，观察不到固化热。,DSC是评估固化度的有力工具。,DSC新功能扩展,调制DSC：能够区分可逆热流与不可逆热流,TMDSC升温方式,