熱重分析是指在程序控制溫度下測量待測樣品的質(zhì)量與溫度變化關(guān)系的一種熱分析技術(shù),用來研究材料的熱穩(wěn)定性和組分,。熱重分析通??煞譃閯討B(tài)法和靜態(tài)法。
1,、靜態(tài)法:包括等壓質(zhì)量變化測定和等溫質(zhì)量變化測定,。等壓質(zhì)量變化測定是指在程序控制溫度下,測量物質(zhì)在恒定揮發(fā)物分壓下平衡質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種方法,。等溫質(zhì)量變化測定是指在恒溫條件下測量物質(zhì)質(zhì)量與壓力關(guān)系的一種方法,。這種方法準確度高,但是費時,。
2,、動態(tài)法:就是我們常說的熱重分析和微商熱重分析。微商熱重分析又稱導(dǎo)數(shù)熱重分析(DerivativeThermogravimetry,,簡稱DTG),,它是TG曲線對溫度(或時間)的一階導(dǎo)數(shù)。以物質(zhì)的質(zhì)量變化速率(dm/dt)對溫度T(或時間t)作圖,,即得DTG曲線,。
那么影響熱重分析的因素具體有哪些呢,上海盈諾結(jié)合師傅多年經(jīng)驗,,總結(jié)如下:
1.試樣量和試樣皿:
熱重法測定,,試樣量要少,一般2~5mg,。一方面是因為儀器天平靈敏度很高(可達0.1μg),,另一方面如果試樣量多,傳質(zhì)阻力越大,,試樣內(nèi)部溫度梯度大,,甚至試樣產(chǎn)生熱效應(yīng)會使試樣溫度偏離線性程序升溫,使TG曲線發(fā)生變化,粒度也是越細越好,,盡可能將試樣鋪平,,如粒度大,會使分解反應(yīng)移向高溫,。
試樣皿的材質(zhì),,要求耐高溫,對試樣,、中間產(chǎn)物,、zui終產(chǎn)物和氣氛都是惰性的,即不能有反應(yīng)活性和催化活性,。通常用的試樣皿有鉑金的,、陶瓷、石英,、玻璃,、鋁等。特別要注意,,不同的樣品要采用不同材質(zhì)的試樣皿,,否則會損壞試樣皿,如:碳酸鈉會在高溫時與石英,、陶瓷中的SiO2反應(yīng)生成硅酸鈉,,所以象碳酸鈉一類堿性樣品,測試時不要用鋁,、石英,、玻璃、陶瓷試樣皿,。鉑金試樣皿,,對有加氫或脫氫的有機物有活性,也不適合作含磷,、硫和鹵素的聚合物樣品,,因此要加以選擇。
2.升溫速率:
升溫速度越快,,溫度滯后越嚴重,,如聚苯乙烯在N2中分解,當分解程度都取失重10%時,,用1℃/min測定為357℃,,用5℃/min測定為394℃相差37℃。升溫速度快,,使曲線的分辨力下降,會丟失某些中間產(chǎn)物的信息,,如對含水化合物慢升溫可以檢出分步失水的一些中間物,。
3.氣氛的影響:
熱天平周圍氣氛的改變對TG曲線影響顯著,,CaCO3在真空、空氣和CO2三種氣氛中的TG曲線,,其分解溫度相差近600℃,,原因在于CO2是CaCO3分解產(chǎn)物,氣氛中存在CO2會抑制CaCO3的分解,,使分解溫度提高,。
聚丙烯在空氣中,150~180℃下會有明顯增重,,這是聚丙烯氧化的結(jié)果,,在N2中就沒有增重。氣流速度一般為40ml/min,,流速大對傳熱和溢出氣體擴散有利,。
4.揮發(fā)物的冷凝:
分解產(chǎn)物從樣品中揮發(fā)出來,往往會在低溫處再冷凝,,如果冷凝在吊絲式試樣皿上會造成測得失重結(jié)果偏低,,而當溫度進一步升高,冷凝物再次揮發(fā)會產(chǎn)生假失重,,使TG曲線變形,。解決的辦法,一般采用加大氣體的流速,,使揮發(fā)物立即離開試樣皿,。
5.浮力:
浮力變化是由于升溫使樣品周圍的氣體熱膨脹從而相對密度下降,浮力減小,,使樣品表觀增重,。如:300℃時的浮力可降低到常溫時浮力的一半,900℃時可降低到約1/4,。實用校正方法是做空白試驗,,(空載熱重實驗),消除表觀增重,。
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