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《dsc(示差掃描量熱法)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、示差掃描量熱法(DifferentialScanningCalorimeter，DSC)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11357-1：DSC是測(cè)量輸入到試樣和參比物的熱流量差或功率差與溫度或時(shí)間的關(guān)系DSC與DTA測(cè)定原理的不同DSC是在控制溫度變化情況下，以溫度（或時(shí)間）為橫坐標(biāo)，以樣品與參比物間溫差為零所需供給的熱量為縱坐標(biāo)所得的掃描曲線。DTA是測(cè)量?T-T的關(guān)系，而DSC是保持?T=0，測(cè)定?H-T的關(guān)系。兩者最大的差別是DTA只能定性或半定量，而DSC的結(jié)果可用于定量分析。示差掃描量熱測(cè)定時(shí)記錄的熱譜圖稱之為DSC曲線，其縱坐標(biāo)是試樣與參比物的功率差dH/dt，也稱作熱流率，單位為毫瓦（mW
2、），橫坐標(biāo)為溫度（T）或時(shí)間（t）。一般在DSC熱譜圖中，吸熱(endothermic)效應(yīng)用凸起的峰值來(lái)表征(熱焓增加)，放熱(exothermic)效應(yīng)用反向的峰值表征(熱焓減少)。曲線玻璃化轉(zhuǎn)變結(jié)晶基線放熱行為（固化，氧化，反應(yīng)，交聯(lián)）熔融固固一級(jí)轉(zhuǎn)變分解氣化DTA曲線吸熱放熱ΔT(℃)dH/dt(mW)TgTcTmTdDSC4.1玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)定d?Q/dtd?Q/dt溫度溫度TgTg?1/2?從DSC曲線上確定Tg的方法Tg體積溫度玻璃化轉(zhuǎn)變溫度前后體積變化率不同體積收縮過(guò)程是一級(jí)過(guò)程：?v為體積松弛時(shí)間，即過(guò)剩自由體積排出l/e的時(shí)間。聚合物體內(nèi)過(guò)剩的自由體積越多，收縮
3、越快。玻璃化轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)本質(zhì)聚苯乙烯：100?C的松弛時(shí)間約為0.01秒，95?C時(shí)約為1秒，77?C時(shí)約為一年。以1?C/min的降溫速度測(cè)定PS的玻璃化溫度約為90?C，即松弛時(shí)間為1-5min的溫度范圍。10095919089888579770.01秒1秒40秒2分鐘5分鐘18分鐘5小時(shí)60小時(shí)1年溫度(?C)?vHeatFluxEndothermicExothermicGlassLiquidTgTg105090Temperature?C熱焓松弛對(duì)Tg測(cè)定的影響20?C/min上曲線：無(wú)預(yù)處理下曲線：150?C保溫1min,迅速冷卻至室溫(320?C/min)樣品：某線形環(huán)氧樹脂
4、105090Temperature?C(320)(40)(10)(2.5)(0.62)5151515254樣品冷卻速率對(duì)Tg測(cè)定的影響150?C預(yù)熱后以()?C/min冷卻速率降到Tg以下再測(cè)定105090Temperature?C[0][2][25]535651樣品放置時(shí)間對(duì)Tg時(shí)間的影響從150?C以320?C/min降到室溫后放置[]天再測(cè)定-樣品用量10~15mg-以20?C/min加熱至發(fā)生熱焓松弛以上的溫度-以最快速率將溫度降到預(yù)估Tg以下50?C再以20?C/min加熱測(cè)定Tg對(duì)比測(cè)定前后樣品重量，如發(fā)現(xiàn)有失重則重復(fù)以上過(guò)程Tg測(cè)定的推薦程序研究實(shí)例：輪胎橡膠Tg測(cè)定輪胎
5、橡膠Tg的重要性：Tg值高(約-40?C)，抓著性高，但滾動(dòng)阻力大，耐磨差，耐低溫性差Tg低(約-90?C)，滾動(dòng)阻力小，耐磨高，耐低溫性高，但抓著性差因此輪胎橡膠都是不同膠的共混物ESBRSSBRBR丁二烯橡膠-100~-20?CNR－天然橡膠IR－異戊二烯橡膠常用的輪胎膠丁苯橡膠-100~100?C丁二烯橡膠是三種單元的共聚物，即順式、反式、乙烯基。BR的Tg可由Gordon-Taylor公式計(jì)算：?Wi?Ai?(Tg-Tg,i)=0其中Wi為單元i的重量分?jǐn)?shù)，Tg為共聚物的玻璃化溫度，Tg,i為單元i均聚物的玻璃化溫度Ai是一個(gè)常數(shù)，一般取體積膨脹系數(shù)?Wi?Ai?(Tg-Tgi
6、)=0假定有三個(gè)組分：W1?A1?(Tg-Tg1)+W2?A2?(Tg-Tg2)+W3?A3?(Tg-Tg3)=0Tg(W1?A1+W2?A2+W3?A3)=W1?A1?Tg1+W2?A2?Tg2+W3?A3?Tg3W為重量分?jǐn)?shù)，下標(biāo)c,t,v分別代表順-l,4,反-l,4和乙烯基結(jié)構(gòu)Tg,c,t,v分別代表三種結(jié)構(gòu)均聚物的TgKn=?(n+l)/?1為體積膨脹系數(shù)之比聚丁二烯的Tg可用下式計(jì)算Tg,c=164K(-109?C)Tg,t=179K(-94?C)K1=0.75Tg,v=257K(-16?C)K2=0.50Wc+Wt+Wv=1.0誤差?0.5?C在此基礎(chǔ)上可擴(kuò)充為計(jì)算SSB
7、R的公式Tg,s=聚苯乙烯的Tg，378KWs=苯乙烯單元的重量分?jǐn)?shù)K3＝0.6()%wtstyrene(ontotalpolymer)DSCTg?C1.2BRfraction(ofthetotalBRpart)20100–10–20–30–40–50–60–70–80–90–1000.000.200.400.600.801.00(70)(60)(50)(40)(30)(20)(10)(0)1,2結(jié)構(gòu)與S單元對(duì)SSBRTg的影響Temperat
