差示掃描量熱儀分析的關鍵要素

發布日期：2023-09-14      瀏覽次數：1002

差示掃描量熱儀分析的關鍵要素




       差示掃描量熱儀 (DSC) 是一種熱分析技術，其中流入或流出樣品的熱量作為溫度或時間的函數進行測量，同時將樣品置于受控的溫度程序中。它是一種非常強大的技術，可以評估材料特性，例如玻璃化轉變溫度、熔化、結晶、比熱容、固化過程、純度、氧化行為和熱穩定性。DSC 分析為各種材料提供測試數據，包括聚合物、塑料、復合材料、層壓板、粘合劑、食品、涂料、藥品、有機材料、橡膠、石油、化學品、生物樣品等。DSC 還測量熱流率并比較測試樣品和已知參考材料的熱流率之間的差異。這種差異決定了材料成分、結晶度和氧化的變化。差示掃描量熱儀DSC 分析示例：將少量樣品 (1-15 mg) 包含在封閉的坩堝中，并放入溫度控制的 DSC 池中。沒有樣品的第二個坩堝用作參考。典型的 DSC 運行包括以受控的穩定速率加熱/冷卻樣品，并監測熱流以表征作為溫度函數的相變和/或固化反應。更多涉及的研究可以采用多加熱/冷卻步驟以及等溫模式。利用溫度調制技術的調制 DSC 可用于確定弱轉變和分離重疊的熱事件。






差示掃描量熱儀DSC分析的關鍵要素：
1.表征熱相變（例如熔化、結晶、Tg）并測量熔化熱和結晶熱。該信息可用于確定佳加工溫度，獲得材料的熱指紋；比較具有不同性能的材料的熱性能（ASTM E 793-06；ASTM E 794-06）
2.測定純化合物或混合物的比熱容 (ASTM E1269-11)
3.確定相對純物質的純度 (ASTM E 928-08)
4.確定聚合物共混物、共聚物的相分離
5.表征固化過程、固化樣品的玻璃化轉變溫度和殘留固化
6.執行氧化誘導時間 (OIT) (ASTM D 3895)
7.調制 DSC 以確定微弱的細微躍遷并分離重疊的熱事件
8.評估熱穩定性 (ASTM E 537-12)
9.準備化學反應或分解的動力學研究 (ASTM E 698-11)

 差示掃描量熱儀是測量材料熱特性的主要技術，以建立溫度和物質的特定物理特性之間的聯系，并且是直接確定與感興趣的過程相關的焓的方法。1 , 2熱量計經常用于化學，3生物化學，4，5細胞生物學，6生物技術，7藥理學，8以及近，在納米科學中中測量生物分子和納米材料的熱力學性質。在各種類型的量熱儀中，差示掃描量熱儀（DSC）是一種流行的量熱儀。DSC 是一種熱分析設備，用于測量樣品的物理性質如何隨溫度隨時間變化。10換句話說，該設備是一種熱分析儀器，可確定與材料轉變相關的溫度和熱流，作為時間和溫度的函數。11在溫度變化期間，DSC 根據樣品和參考材料之間的溫差測量樣品過度輻射或吸收的熱量。10 , 11。根據工作原理，DSC 可分為熱通量 DSC 和功率補償型 DSC 兩類。11在熱通量 DSC 中，封裝在盤中的樣品材料和空的參考盤被放置在被爐子包圍的熱電盤上。11、12爐子以線性加熱速率加熱，熱量通過熱電盤傳遞到樣品和參考盤。11 , 12然而，由于樣品的熱容量 (C p )，樣品和參考鍋之間會存在溫差，該溫差是通過面積熱電偶測量的，由此產生的熱流由熱當量決定歐姆定律，其中q是“樣品熱流"，ΔT是“樣品與參考之間的溫差"，R 是“熱電盤的電阻"。