第8章材料热分析.ppt

:程序控温下,测量材料物理性质与温度之间关系的一种技术。升温或降温→材料结构、相态、化学性质→物理性质变化(质量、温度、尺寸、声、热、光、力、电、磁等)→材料结构鉴定、热力学参数、动力学数据→指导生产、控制质量热分析起始于1887年,发展至今分为9类17种热分析特点:1、温度的变化是受程序控制的;2、一种很简便地测定因温度变化而引起材料物性变化的方法。现代热分析仪组成:程序控温系统、测量系统、显示系统、气氛控制系统、,测量试样的重量对温度(或时间)的依赖关系,分为变位法和零位法变位法:根据天平梁倾斜度与质量变化成比例的关系,用差动变压器等检测倾斜度,并记录零位法:采用差动变压器法、光学法测定天平梁的倾斜度,然后调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流,使线圈转动以恢复天平梁的倾斜,其电流与质量成比例横坐标为温度T(时间t),纵坐标为样品保留重量的分数微商曲线的表示及意义TG:m-T(t)的变化,是一级导数DTG:m-T(t)变化的函数关系,是峰形曲线DTG可得出最大反应速率的温度(峰值),以及反应终止的温度,而TG曲线很难DTG曲线峰面积与样品对应的质(重)量变化成正比,可准确的进行定量分析能够消徐TG曲线存在整个变化过程各阶段变化互相衔接而不易分开的毛病,以DTG的最大峰值为界把热失重阶段分成两部分TG、DTG的比较影响TG的因素1、样品盘的影响2、挥发物冷凝的影响3、升温速度的影响(热滞后)4、气氛的影响(动态)5、样品的影响(用量、粒度)TG应用须注意的问题分析前,样品必须干燥,腐蚀性样品须用铂金坩埚样品须置于惰性气体中测定2-5mg,5-10℃/min。-TG、DSC-TG、FTIR-TGTG的应用TG曲线关键温度的表示法A点叫起始分解温度,是TG曲线开始偏离基线点的温度;B点叫外延起始温度,是曲线下降段切线与基线延长线的交点。C点叫外延终止温度,是这条切线与最大失重线的交点。D点是TG曲线到达最大失重时的温度,叫终止温度。E、F、G分别为失重率为5%、10%、50%时的温度,失重率为50%的温度又称半寿温度其中B点温度重复性最好,所以多采用此点温度表示材料的稳定性美国ASIM规定把过5%与50%两点的直线与基线的延长线的交点定义为分解温度国际标准局(ISO)规定,把失重20%和50%两点的直线与基线的延长线的交点定义为分解温度曲线关键温度表示法A-起始分解温度;B-外延起始温度C-外延终止温度;D-终止温度E-分解5%的温度F-分解10%的温度G-分解50%的温度(半寿温度)TG是重量表示方法A点至B点温度失重率为:(-50)/100=%C点至D点温度失重率为:(50-)/100=%TG曲线热稳定性的评价聚合物热分解过程的许多规律可以通过热重分析进行研究:其中包括聚合物的热稳定性的测定,共聚物、共混物体系的定量分析、含量和添加剂水含量的测定等等,热重法因其快速简便,已经成为研究聚合物热变化过程的重要手段