影響熱重分析儀結(jié)果的因素有幾種
當被測物質(zhì)在加熱過程中有升華,、汽化,、分解出氣體或失去結(jié)晶水時,,被測的物質(zhì)質(zhì)量就會發(fā)生變化,。這時熱重曲線就不是直線而是有所下降,。通過分析熱重曲線,就可以知道被測物質(zhì)在多少度時產(chǎn)生變化,,并且根據(jù)失重量,,可以計算失去了多少物質(zhì)。
在測試過程中,,也是要注意幾個會影響結(jié)果的因素:
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,。
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,、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,。
氣氛影響
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。
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,。
揮發(fā)物冷凝
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,。