实验技能丨DSC原理与测试入门经典问答

  在程序温度(升/降/恒温及其组合)过程中,测量样品与参考物之间的热流差,以表征所有与热效应有关的物理变化和化学变化。

  主要有如下几点:升温速率、样品用量、制样方式、实验气氛、坩埚的选取、样品温度控制(STC)、DSC基线。

  (3)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。

  (1)从保护天平室与传感器、防止分解物污染的角度,一般推荐使用动态吹扫气氛;

  (2)对于高分子TG测试,在某些场合使用真空气氛,能够降低小分子添加剂的沸点,达到分离失重台阶的目的;

  在不同的气氛条件下,结果有时候也是不同的,我们举个“NR/SBR 橡胶中增塑剂的分解”的例子:

  将 NR/SBR 共混橡胶材料,在 N2 气氛下按照标准的 TG 方法进行分析,增塑剂的失重量为 9.87%。(增塑剂失重与橡胶分解台阶有较大重叠)

  将该样品在真空下进行测试,由于增塑剂沸点的降低,挥发温度与橡胶分解温度拉开距离,得到了更准确的增塑剂质量百分比:13.10%。

  考虑气氛在测试所达到的最高温度下是否会与热电偶、坩埚等发生反应,注意防止爆炸和中毒。

  为了适应千变万化的各种样品,避免样品与坩埚材料之间的不相兼容,设备供应商配备了多种不同材质不同特点的坩埚,其中几种坩埚图示如下:

  (5)有气体生成的反应(包括多数分解反应 )或偏重于 TG 的测试,在不污染损害样品支架的前提下,根据实验需要,进行加盖与否的选择。

  在降温段之前设置一个恒温段(一般5~10min左右),将LN打开,初始流量不需很大,让仪器在降温之前先适应一下LN。然后降温段设置的流量根据情况酌情加大一些,但无需开到最大,仪器会自动根据冷却需要调节液氮流量。这样就能使冷却温度线较快的达到线性。

  (1)坩埚盖子扎孔密闭:这是常规的坩埚使用方法,它适用于固体测试,样品可以粉末,颗粒,片状,块状等等。

  (2)坩埚盖子扎孔,不密闭:这种方法是一种比较经济的方法,对于节省坩埚损耗很有帮助。有些样品做完试验后可以取出来且不污染坩埚,我们可以采取这种方法,不用压机将坩埚盖子和平盘压死,这样坩埚就可以重复使用了。

  (3)敞口坩埚:即不加坩埚盖子,它适用于需要与吹扫气氛充分接触的实验(如氧化诱导期测试),但由于样品表面与流动气体接触会带走一定的热量,量热精度会稍低一些。

  (4)坩埚密闭:坩埚盖子不扎孔,用压机将坩埚牢牢密封住,它适用于常规的液体测试。对于一些需要完全密闭,能承受更高压力的测试,耐驰还提供专门的中压、高压坩埚。

  具体措施:实验前应对样品的组成有大致了解,如有危害性气体产生,实验要加大吹扫气的用量

  (3)在日常使用温度范围内进行基线的验证测试,若基线正常无峰,传感器一般仍可继续使用;

  (4)使用标样In与Zn进行温度与灵敏度的验证测试,若温度与热焓较理论值发生了较大偏差,需要重新进行校正。