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纳米非晶材料的热学性能表征差示扫描量热法(3)
2)玻璃化转变:当聚合物达到玻璃化转变温度时,其热容也将变大,需要更多热量的来保持温度的一致,因此经常表现为DSC曲线的转折。
3)结晶:有一些非晶态聚合物,在加热时,会发生结晶现象,放出结晶热,DSC则测量到需减少热流才能使样品和参照物的温度保持一致,相应的,在DSC曲线上也就将出现了一个放热峰。
4)熔融:随着加热温度的进一步升高,结晶的部分就开始发生熔融,补偿器测量出需要热流,以克服熔融所需的相变焓,这样才能保持两者温度的一致,于是在DSC曲线上就会出现相应的吸热峰。
5)氧化和交联:有一些聚合物在环境温度温度较高时,会发生相应的氧化和交联反应,而在DSC曲线上表现为出现放热峰。
6)分解:在温度足够高之后,聚合物的链会发生断裂,产生吸热峰[4][5][6]。
1.2.2影响实验结果的因素
虽然差示扫描量热仪的原理和操作都比较简单,但要取得所需要的精确的结果却是不容易,主要是由于影响因素太多了,这些因素主要包括仪器因素、试样因素等。与仪器有关的影响因素主要有,炉子的大小和形状、热电偶的位置和粗细、加热的速度、测试时的内部气氛、放样品的坩埚的材料和坩埚的形状等。而由于试样引起的因素主要有,颗粒大小、状态、填装密度等。在固定一台仪器的时候,主要影响因素是仪器因素中的加热速度,样品因素中的样品的数量,而在仪器的灵敏度允许的条件下,试样应该尽可能的少。在测量玻璃化转变温度Tg时,由于热容变化较小,所以样品的量应适当多一些[3]。
在差示扫描量热仪刚开始使用或者是使用一段时间后,应对仪器进行基线、温度和热量等的校正,从而保证所测数据的准确性。
1.2.3 DSC曲线
大部分物质在加热或者是冷却的过程中会发生分解、凝固、脱附、化合、晶型转变、吸附等变化。这些变化也必将导致体系焓的改变,进而也将产生相应的热效应。这可表现为该种物质与外界环境之间存在的温度差。选择一种具有热稳定性的物质作为参比。分别记录样品与参比物之间的温度差和参比物的温度。以其温差对温度(T)作图,即可以得到所需要的差热分析曲线[4]。
由DSC测量所得到的曲线,也叫做差示扫描量热曲线。该曲线的纵坐标是样品与参比物的功率差 dH/dt,也称作热流率,单位为毫瓦(mW),横坐标是温度(T)或者时间(t)。且许多厂家生产的DSC仪器目前仍沿用DTA的处理,即将放热规定为正。
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