所需樣品量極小是DSC測試的特點之一。一般來說，一次DSC測試只需取5~10 mg的樣品,。這既是DSC測試的一大優(yōu)勢，也使其有了一定的局限,，尤其是在測試不均勻樣品的時候,。所以我們一般建議在用DSC測試不均勻樣品時，取樣量稍微大一點,。但實際情況往往是,，在測試之前，我們并不好判斷樣品是否均勻,。比如下面這個案例,。

樣品：尼龍塊體

測試程序：0-350 ℃，升溫速率10 ℃/min

期望結果：冷結晶熱焓,，結晶度

兩臺DSC溫度程序相同,，樣品量基本接近，測試的樣品也都是從同一片注塑件上取下來的,，但是有時能測出過冷結晶峰,，有時又測不出來。

（注：冷結晶指的是將熔融的高分子淬冷形成玻璃態(tài),，再升溫至玻璃化轉變溫度以上使其重新結晶,。在升溫的DSC測試曲線上一般表現(xiàn)為玻璃化轉變之后的放熱峰）

樣品形狀如下圖：

樣品為一個4mm見方的淺黃色小塊,，厚度大約2mm，畫紅線的三面為已切割截面,，表面泛白,，較粗糙；畫藍線那一面為樣品原表面,，估計是與模腔直接接觸的樣品面,，表面光滑。

由于樣品很小,，并且熔融結晶測試對樣品表面狀態(tài)要求不太高,，所以一開始我們并未關注過取樣位置，只是用制樣鉗隨意夾取了約5 mg樣品測試,。

結果如下：

從測試曲線上看,，樣品在107.9 ℃左右有一個非常微弱的冷結晶峰。但與期望中的冷結晶峰相差甚遠,。

這時候,，我們對儀器的靈敏度也產(chǎn)生了一些懷疑，決定改用另一款靈敏度更高的DSC重新測試一下,。于是,，我們重新取樣，當然,，這次也是隨機鉗取的一小片樣品,。

結果如下：

看到這個結果，我們陷入了深深的自我懷疑,，難道兩臺設備的靈敏度差異真的能有這么大,？但是冷靜下來仔細思考了一下，這是不可能的,，兩次測試所有轉變溫度都對的上,，只是第二次測試的冷結晶峰比第一次的冷結晶峰大了100倍。如果第二次測試的儀器靈敏度比第一次的高100倍的話,，70℃左右的比熱變化就不可能只有這么小了,，應該至少有幾個焦耳每克。所以,，可能兩次測試的樣品結晶度的確差別很大,。

于是，我們仔細觀察了一下樣品形態(tài),，發(fā)現(xiàn)樣品的四個側面,，只有一個側面是光滑的，所以只有這一面是外側,，其他三面都在樣品內(nèi)部,。通過與客戶溝通了解到,，這個樣品是注塑成型，工藝過程有做過淬冷處理,。我們推測,，由于淬冷，樣品表面結晶不充分,，表面部分的樣品再次升溫會有很明顯的冷結晶峰,；而由于尼龍樣品本身導熱很低，所以內(nèi)部的樣品冷卻并沒有特別迅速,，所以結晶相對充分,，再次升溫就看不到冷結晶了。但由于材料是相同的,，所以無論是表面樣品還是內(nèi)部樣品,，經(jīng)過冷結晶以后，到326 ℃左右的熔融熱焓是基本相同的,。

接下來就是驗證猜想階段,。

我們從樣品上重新鉗取了兩片樣品，分別在藍色（表面）和紅色（內(nèi)部）部分：

再用第一次測試的DSC設備進行測試,，結果如下：

這兩個樣品的測試結果印證了我們之前的想法,，藍色樣品冷結晶峰和玻璃化轉變都很明顯，說明表面部分的樣品在升溫之前結晶并不充分,。而紅色部位的樣品幾乎看不見冷結晶峰,，玻璃化轉變也非常微弱，說明內(nèi)部樣品在測試之前已經(jīng)結晶比較充分,。

PA類樣品屬于脂肪族聚酰胺，是線性聚合物,，其分子結構中有ji qiang極性的酰胺基,，具有高度的結晶能力。PA制品的性能依賴于其結晶形態(tài)與結晶度,。而加工條件對結晶形態(tài)和結晶度有影響,，加工條件不同，PA制品的結晶度變化可達40%,。

在此次實驗中,，即使是同一片樣品，其不同部位的結晶度差異也非常大,。所以,，如果我們想對不同批次PA樣品進行一個橫向的結晶度比較，一定要注意取樣位置嚴格一致,；而如果我們想要對PA樣品結晶度有一個全面的了解,，就需要表征同一樣件不同部位的樣品得到一個較為全面的信息,。當然，不僅僅是PA樣品的結晶度測試,，對于所有可能不均勻的樣品,，在取樣制樣過程中都需要注意平行性。即使是非常小塊的樣品,，也可能存在不同部位樣品差異巨大的情況,。

作者

周延

耐馳儀器公司應用實驗室