差示掃描量熱儀DSC是一種先進(jìn)的熱分析儀器,廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域?;诓钍緬呙枇繜岱治鲈?,通過測(cè)量樣品與參比物在程序控制溫度下的熱流差或功率差,來研究材料的熱性質(zhì)隨溫度的變化。這種方法能夠定量地測(cè)定樣品在加熱或冷卻過程中的熱效應(yīng),如熔融、結(jié)晶、相變等。
1、測(cè)試微弱的玻璃化轉(zhuǎn)變
增加樣品量和升溫速率:對(duì)于一些微弱的玻璃化轉(zhuǎn)變,可以通過增加樣品量和使用較快的升溫速率來增強(qiáng)信號(hào)。
預(yù)處理半結(jié)晶性高分子材料:先加熱過熔點(diǎn)使樣品充分熔融,然后迅速冷卻至玻璃化溫度以下,再次升溫時(shí)玻璃化轉(zhuǎn)變會(huì)更為明顯。
2、決定是否需要二次升溫
不同需求選擇升溫次數(shù):如果關(guān)注樣品原始信息則只需一次升溫;若需消除熱歷史或力學(xué)歷史則進(jìn)行二次升溫;當(dāng)各樣品需要在相同起點(diǎn)上比較性能時(shí),也建議二次升溫。特別注意熱固性材料,第一次和第二次升溫均重要。
3、優(yōu)化使用液氮冷卻的降溫測(cè)試
設(shè)置恒溫段并調(diào)整流量:在降溫段前設(shè)置一個(gè)恒溫段(一般5到10分鐘),初始液氮流量不需很大,讓儀器適應(yīng)后酌情加大流量,無需開到最大,儀器會(huì)根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié),以此快速達(dá)到線性冷卻溫度線。
4、解決比熱測(cè)試中的難點(diǎn)
確保坩堝質(zhì)量和加蓋:參比坩堝與樣品坩堝質(zhì)量應(yīng)相近,推薦使用PtRh、Al、石墨等材料,不能使用氧化鋁坩堝。坩堝必須加蓋以屏蔽熱輻射影響,且坩堝位置需調(diào)整至熱電偶正中保持對(duì)稱。關(guān)于溫度程序,建議在升溫段前加15分鐘恒溫段。標(biāo)樣通常使用藍(lán)寶石,其選擇以熱容與樣品相近為佳。
5、鋁坩堝的加蓋與壓制技巧
根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇方法:常規(guī)方法是坩堝蓋子扎孔密閉,適用于固體測(cè)試。對(duì)于一些經(jīng)濟(jì)方法,如不需要高密度測(cè)量的可以采取不密閉方式以重復(fù)使用坩堝。敞口坩堝適用于需要與吹掃氣氛充分接觸的實(shí)驗(yàn),但量熱精度稍低。坩堝密閉方法適用于液體測(cè)試,使用壓機(jī)牢固密封坩堝蓋子。
6、定期進(jìn)行儀器校正
包括溫度校正與靈敏度校正:一般建議半年至一年進(jìn)行一次,若傳感器在某次實(shí)驗(yàn)中受到污染,清除污染后可考慮重新校正。
7、避免使用DSC做高分子分解測(cè)試
保護(hù)傳感器和熱電偶:雖然DSC可以做到700度,但不建議用于高分子分解測(cè)試,因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間高溫操作及氧氣下操作可能污染傳感器,產(chǎn)生的碳黑易附著在傳感器上,給清洗造成麻煩并影響傳感器靈敏度。
8、處理爐體污染
清潔步驟和使用標(biāo)準(zhǔn)樣品驗(yàn)證:使用棉花棒蘸酒精輕輕擦洗,大流量惰性氣氛空燒至600°C,進(jìn)行基線驗(yàn)證測(cè)試。若基線正常無峰,則繼續(xù)使用。選取標(biāo)準(zhǔn)樣品如In測(cè)試熔點(diǎn)與熱焓,若結(jié)果匹配良好則可繼續(xù)使用,否則重新進(jìn)行溫度和靈敏度校正。
