影响dsc分析结果的主要原因

影响DSC 分析结果的主要因素

1. 样品量

样品量少,样品的分辨率髙,但灵敏度下降,一般根据样品热效应大小调节样品量,一般3~5mg 。

另一方面,样品量多少对所测转变温度也有影响。随样品量的增加,峰起始温度基本不变,但峰顶温度增加,峰结束温度也提高,因此如同类样品要相互比较差异,最好采用相同的量。

2. 升温速率

通常升温速率范围在5~20度/min。一般来说,升温速率越快,灵敏度提高,分辨率下降。灵敏度和分辨率是一对矛盾,人们一般选择较慢的升温速率以保持好的分辨率,而适当增加样品量来提高灵敏度。

一般,随着升温速率的增加,融化峰起始温度变化不大,而峰顶和峰结束温度提高,峰形变宽。

3. 气氛

一般使用惰性气体,如氮气、氩气、氦气等,就不会产生氧化反应峰,同时又可以减少试样挥发物对监测器的腐蚀。气流流速必须恒定(如10ml/min),否则会引起基线波动。 气体性质对测定有显著影响,要引起注意。如氦气的热导率比氮气、氩气的热导率大约4倍,所以在做低温DSC 用氦气作保护气时,冷却速度加快,测定时间缩短,但因为氦气热导率髙,使峰检测灵敏度降低,约是氮气的40%,因此在氦气中测定热量时,要先用标准物质重新标定核准。在空气中测定时,要注意氧化作用的影响。有时可以通过比较氮气和氧气中的DSC 曲线,来解释一些氧化反应。

TG 分析的主要影响因素

一、仪器的影响

1. 浮力的影响

(1)热天平在热区中,其部件在升温过程中排开空气的重量在不断减小,即浮力在减小,也就是试样的表观增重。

(2)热天平试样周围气氛受热变轻会向上升,形成向上的热气流,作用在热天平上相当于减重,这叫对流影响。

2. 坩埚的影响

热分析用的坩埚(或称试样杯、试样皿) 材质,要求对试样、中间产物、最终产物和气氛都是惰性的,即不能有反应活性,也不能有催化活性。

坩埚的大小、重量和几何形状对热分析也有影响。

3. 挥发物再冷凝的影响

试样热分析过程逸出的挥发物有可能在热天平其它部分再冷凝,这不但污染了仪器,而且还使测得的失重量偏低,待温度进一步上升后,这些冷凝物可能再次挥发产生假失重,使TG 曲线变形,使测定不准,也不能重复。为解决这个问题可适当向热天平通适量气体。

二、操作条件的影响

1. 升温速率的影响

这是对TG 测定影响最大的因素。升温速率越大温度滞后越严重,开始分解温度Ti 及终止分解温度Tf 都越高。温度区间也越宽。

一般进行热重法测定不要采用太高的升温速率,对传热差的高分子物试样一般用5~10K /min ,对传热好的无机物、金属试样可用10~20K /min ,对作动力学分析还要低一些。

2. 气氛的影响

热天平周围气氛的改变对TG 曲线的影响也非常显著。

在流动气氛中进行TG 测定时,流速大小、气氛纯度、进气温度等是否稳定,对TG 曲线都有影响。一般,气流速度大,对传热和逸出气体扩散都有利。使热分解温度降低。对于真空和高压热天平,气氛压力对TG 也有很大影响。

3. 试样用量、粒度和装填情况的影响

试样用量多时,要过较长时间内部才能达到分解温度。

试样粒度对TG 曲线的影响与用量的影响相似,粒度越小,反应面积越大,反应更易进行,反应也越快,使TG 曲线的Ti 和Tf 都低,反应区间也窄。

试样装填情况首先要求颗粒均匀,必要时要过筛。

影响DSC 分析结果的主要因素

1. 样品量

样品量少,样品的分辨率髙,但灵敏度下降,一般根据样品热效应大小调节样品量,一般3~5mg 。

另一方面,样品量多少对所测转变温度也有影响。随样品量的增加,峰起始温度基本不变,但峰顶温度增加,峰结束温度也提高,因此如同类样品要相互比较差异,最好采用相同的量。

2. 升温速率

通常升温速率范围在5~20度/min。一般来说,升温速率越快,灵敏度提高,分辨率下降。灵敏度和分辨率是一对矛盾,人们一般选择较慢的升温速率以保持好的分辨率,而适当增加样品量来提高灵敏度。

一般,随着升温速率的增加,融化峰起始温度变化不大,而峰顶和峰结束温度提高,峰形变宽。

3. 气氛

一般使用惰性气体,如氮气、氩气、氦气等,就不会产生氧化反应峰,同时又可以减少试样挥发物对监测器的腐蚀。气流流速必须恒定(如10ml/min),否则会引起基线波动。 气体性质对测定有显著影响,要引起注意。如氦气的热导率比氮气、氩气的热导率大约4倍,所以在做低温DSC 用氦气作保护气时,冷却速度加快,测定时间缩短,但因为氦气热导率髙,使峰检测灵敏度降低,约是氮气的40%,因此在氦气中测定热量时,要先用标准物质重新标定核准。在空气中测定时,要注意氧化作用的影响。有时可以通过比较氮气和氧气中的DSC 曲线,来解释一些氧化反应。

TG 分析的主要影响因素

一、仪器的影响

1. 浮力的影响

(1)热天平在热区中,其部件在升温过程中排开空气的重量在不断减小,即浮力在减小,也就是试样的表观增重。

(2)热天平试样周围气氛受热变轻会向上升,形成向上的热气流,作用在热天平上相当于减重,这叫对流影响。

2. 坩埚的影响

热分析用的坩埚(或称试样杯、试样皿) 材质,要求对试样、中间产物、最终产物和气氛都是惰性的,即不能有反应活性,也不能有催化活性。

坩埚的大小、重量和几何形状对热分析也有影响。

3. 挥发物再冷凝的影响

试样热分析过程逸出的挥发物有可能在热天平其它部分再冷凝,这不但污染了仪器,而且还使测得的失重量偏低,待温度进一步上升后,这些冷凝物可能再次挥发产生假失重,使TG 曲线变形,使测定不准,也不能重复。为解决这个问题可适当向热天平通适量气体。

二、操作条件的影响

1. 升温速率的影响

这是对TG 测定影响最大的因素。升温速率越大温度滞后越严重,开始分解温度Ti 及终止分解温度Tf 都越高。温度区间也越宽。

一般进行热重法测定不要采用太高的升温速率,对传热差的高分子物试样一般用5~10K /min ,对传热好的无机物、金属试样可用10~20K /min ,对作动力学分析还要低一些。

2. 气氛的影响

热天平周围气氛的改变对TG 曲线的影响也非常显著。

在流动气氛中进行TG 测定时,流速大小、气氛纯度、进气温度等是否稳定,对TG 曲线都有影响。一般,气流速度大,对传热和逸出气体扩散都有利。使热分解温度降低。对于真空和高压热天平,气氛压力对TG 也有很大影响。

3. 试样用量、粒度和装填情况的影响

试样用量多时,要过较长时间内部才能达到分解温度。

试样粒度对TG 曲线的影响与用量的影响相似,粒度越小,反应面积越大,反应更易进行,反应也越快,使TG 曲线的Ti 和Tf 都低,反应区间也窄。

试样装填情况首先要求颗粒均匀,必要时要过筛。


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