我总结的差示扫描量热法DSC.ppt

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1、 差示扫描量热法差示扫描量热法Differential scanning calorimetry,DSC 一、一、DSC 的定义的定义 在程序控制温度下，在程序控制温度下，测量输入到试测量输入到试样和参比物的热流量差或功率差样和参比物的热流量差或功率差与温度与温度关系的一种技术关系的一种技术。差示扫描量热法差示扫描量热法（DSC）DSC 曲线曲线 由由DSC得到的实验曲线，亦称差示扫得到的实验曲线，亦称差示扫描量热曲线。描量热曲线。纵坐标是试样与参比物的功率差纵坐标是试样与参比物的功率差 dH/dt，也，也称作热流率，单位为毫瓦（称作热流率，单位为毫瓦（mW），横坐标为温），横坐标为温度（度（

2、T）或时间（）或时间（t）。但纵坐标没有规定吸热、）。但纵坐标没有规定吸热、放热的方向问题。放热的方向问题。PE的的DSC把吸热定为正，放热为负。把吸热定为正，放热为负。而许多厂而许多厂家生产的家生产的DSCDSC仪器仍沿用仪器仍沿用DTADTA规定，即放热为正。规定，即放热为正。玻璃化转变玻璃化转变结晶结晶基线基线放热行为放热行为（固化，氧化，反应，交联）（固化，氧化，反应，交联）熔融熔融固固固固一级转变一级转变分解气化分解气化Tg Tc Tm Tr TdDSC曲线曲线吸热吸热放热放热dH/dt(mW)玻璃化转变玻璃化转变结晶结晶基线基线放热行为放热行为（固化，氧化，反应，交联）（固化，氧化

3、，反应，交联）熔融熔融固固固固一级转变一级转变分解气化分解气化Tg Tc Tm Tr TdDSC曲线曲线吸热吸热放热放热dH/dt(mW)冷结晶冷结晶熔融熔融玻璃化转变玻璃化转变温温 度度 C吸热吸热放热放热m W聚合物典型聚合物典型 DSC曲线曲线 在给予在给予试样试样和参比品相同的功率下，测和参比品相同的功率下，测定定试试样和参比品两端的温差样和参比品两端的温差T，然后根据，然后根据热流方程，将热流方程，将 T（温差）换算成（温差）换算成 Q（热（热量差）作为信号的输出。量差）作为信号的输出。热流型热流型 DSC1.原理原理热流率差热流率差（mW）热流型热流型DSC温差热电偶温差热电偶试试

4、样与参比样样与参比样T计算计算测量测量 三、三、DSC 曲线方程曲线方程Tb环境环境试样与参比物传热示意图试样与参比物传热示意图 Ts Cs Rs Tr Cr Rr假设：假设：Cs、Cr为试样与支持器和参比物与支为试样与支持器和参比物与支持器的热容；持器的热容；Ts、Tr 为试样、参比物的温度；为试样、参比物的温度；Tb 为环境温度；为环境温度；、为传给试样、参比为传给试样、参比物的热流率；物的热流率；R=Rs=Rr，R是传热热阻，试样侧与参比物侧热阻相等。是传热热阻，试样侧与参比物侧热阻相等。，即参比物没有热效应；，即参比物没有热效应；为单位时间试样放的热量；为单位时间试样放的热量；DTA及

5、及DSC操作条件选择表操作条件选择表 操作条件操作条件 为获大的分辨率为获大的分辨率 为获高的灵敏度为获高的灵敏度试样粒度试样粒度 小小 大大升温速率升温速率 慢慢 快快样品支持器样品支持器 均温块（均温块（K大，大，R小）小）试样与参比物容器要试样与参比物容器要 隔离隔离（K大，大，R小）小）试样比表面积试样比表面积 大大 小小气氛气氛 选用高选用高K值的，值的，选用低选用低K值的，值的，如氦气如氦气 如真空如真空表中，表中，K 传热系数传热系数 R R 热阻热阻五、五、DSC、DTA的基线的基线基线基线 DSC、DTA仪器未装载样品或者样品池仪器未装载样品或者样品池加载参比物时所测得的加载

6、参比物时所测得的DSC或或DTA曲线。曲线。DSC、DTA的基线是曲线，而不是一的基线是曲线，而不是一条直线条直线进行基线最佳化操作进行基线最佳化操作干净的样品池、仪器的稳定、池盖的定位、净化气干净的样品池、仪器的稳定、池盖的定位、净化气选择好温度区间，区间越宽，得到理想基线越困难选择好温度区间，区间越宽，得到理想基线越困难如何得到理想的基线如何得到理想的基线?1.试试样产生的信号及样品池产生的信号必须加以区分；样产生的信号及样品池产生的信号必须加以区分；2.样品池产生的信号依赖于样品池状况、温度等；样品池产生的信号依赖于样品池状况、温度等；3.平直的基线是一切计算的基础平直的基线是一切计算的

7、基础。基线的重要性基线的重要性八、八、DSC与与DTA的定量化及其应用的定量化及其应用 熔点的测定熔点的测定 热量的定量热量的定量 聚合物结晶度的测定聚合物结晶度的测定 有机物含量的测定有机物含量的测定 玻璃化转变温度的测定玻璃化转变温度的测定 聚合物熔融与结晶的聚合物熔融与结晶的测定测定 沸点的测定沸点的测定 熔点的测定熔点的测定 熔点是物质从晶相到液相的转变温度，熔点是物质从晶相到液相的转变温度，是热分析最常测定的数据之一。是热分析最常测定的数据之一。热分析法测定的精度为热分析法测定的精度为11C（以热力（以热力学平衡温度为准）。学平衡温度为准）。固固-液相转变的液相转变的DSC曲线曲线T

8、eiTiTmTf温 度 C吸热吸热放热放热m W熔点的测定熔点的测定 DTA及及DSC曲线峰面积的计算曲线峰面积的计算 在在 Ti 和和 Tf 间直接连线。如图中的间直接连线。如图中的(a)和和(b)。联接联接 Ti 和和 Tf 。是是 ICTA 所规定的方法。所规定的方法。如图中的（如图中的（c）。）。过峰顶作基线垂线法。过峰顶作基线垂线法。如图中的（如图中的（d）。）。对对称峰，在峰两侧在曲率最大的两点间对对称峰，在峰两侧在曲率最大的两点间 联线。联线。如图中的（如图中的（e）。）。对峰形很明确而基线有移动的吸热峰，则对峰形很明确而基线有移动的吸热峰，则 延长原来的基线法。延长原来的基线法。如图中的（如图中的（f）。）。(b)TiTf(a)TiTf(c)TiTfTiTf(d)DSC及及DTA曲线峰面积的计算法方法曲线峰面积的计算法方法