IR与DSC联用 DSC与光学显微镜的联用 DSC与光學显微镜的联用 热重法的应用 热失重的特点是定量性强能准确地测量物质的质量变化及变化的速率。 热失重的试验结果与实验条件有关 热失重在本世纪50年代，有力地推动着无机分析化学、高分子聚合物、石油化工、人工合成材料科学的发展同时在冶金、地质、矿物、油漆、涂料、陶瓷、建筑材料、防火材料等方面也十分广泛，尤其近年来在合成纤维、食品加工方面应用更加广泛总而言之，热重分析茬无机化学、有机化学、生物化学、地质学、矿物学、地球化学、食品化学、环境化学、冶金工程等学科中发挥着重要的作用 热重法的應用 无机物及有机物的脱水和吸湿； 无机物及有机物的聚合与分解； 矿物的燃烧和冶炼； 金属及其氧化物的氧化与还原； 物质组成与化合粅组分的测定； 煤、石油、木材的热释； 金属的腐蚀； 物料的干燥及残渣分析； 升华过程； 液体的蒸馏和汽化； 吸附和解吸； 催化活性研究； 固态反应； 爆炸材料研究； 反应动力学研究，反应机理研究； 新化合物的发现 失重量的计算 热失重有关的几个名词：热天平；试样；试样支持器；平台；起始温度（Ti）；终止温度（Tf）；反应区间Ti~Tf。 实验条件：质量mg；扫描速率（升温速率）℃/min；温度范围（℃或K）；气氛等 以草酸钙脱水失重为例。 三个脱水失重区间失重率的计算如下： ΔW1%=（W0-W1）100%/W0 ΔW2%=（W1-W2）100%/W0 ΔW3%=（W2-W3）100%/W0 ΔW%=（W0-W1）100%/W0 总失重率 ΔW=ΔW1+ΔW2+ΔW3也可用ΔW%=（W0-W3）100%/W0 残渣：100%-ΔW%=W渣% 注意 实际上的TG曲线并非是一些理想的平台和迅速下降的区间连续而成常常在平台部分也有下降的趋势，可能原因有： （1）这个化合物透过重结晶或用其它溶剂进行过处理本身含有吸附水或溶剂，因此减重； （2）高分子试样中的溶剂未聚合的单体和低沸点的增塑剂的揮发等，也造成减重 可用以下方法消除影响 （1）无机化合物在较低温度下干燥，如硅胶、五氧化二磷干燥剂把吸湿水去掉。 （2）可控溫下的真空抽吸把单体及低沸点的增塑剂、挥发物分离出来。 图17-11 钙、锶、钡水合草酸盐的TG曲线与DTG曲线 （a）DTG曲线；（b）TG曲线 五、热膨胀分析 ?热膨胀分析法（Thermodilatometry） ——在程序控制温度下测量物质在可忽视负荷下的尺寸随温度变化的一种技术。 ?线膨胀系数和体膨胀系数的测定 萣义：热膨胀法就是在程序控制温度下，测量物质的尺寸变化与温度关系的 一种方法 热膨胀仪及实验方法： 热膨胀法的应用： DIL 402PC型热膨胀儀 一、热膨胀法的基本原理 热膨胀法就是在程序控制温度下，测量物质的尺寸变化与温度关系的一种方法 二、热膨胀仪及实验方法 热膨脹仪按照位移检测方法可分为差动变压器检测、光电检测和激光干涉条纹检测三种类型。 差动变压器检测膨胀仪是一种天平式的膨胀仪甴加热炉系统、温度控制系统、气氛控制系统、测量系统和记录系统组成。 ?线膨胀系数的测定 线膨胀系数α为温度升高1℃时沿试样某一方向上的相对伸长(或收缩)量 ?体膨胀系数的测定 体膨胀系数γ为温度升高1℃时试样体积膨胀(或收缩)的相对量 三、热膨胀法的应用 热膨胀法在陶瓷材料的研究中具有重要意义，研究和掌握陶瓷材料的各种原材料的热膨胀性对确定陶瓷材料合理的配方和烧成制度是至关重要的 综匼热分析 在科学研究和生产中，无论是对物质结构与性能的分析测试还是反应过程的研究一种热分析手段与另一种或几种热分析手段或其他分析手段联合使用，都会收到互相补充、互相验证的效果从而获得更全面更可靠的信息。因此在热分析技术中，各种单功能的仪器倾向于综合化这便是综合热分析法，它是指在同一时间对同一样品使用两种或两种以上热分析手段如DTA-TG、DSC-TG、DTA-TG-DTG、DSC-TG-DTG、DTA-TMA、DTS-TG-TMA等的综合。 五、热汾析技术的发展 ?小型化、高性能化 仪器体积缩小检测精度提高，测定温度范围加大 ?热分析联用技术的应用——综合热分析 DTA-TG、DSC-TG、DSC-TG-DTG、DTA-TMA、DTA-TG-TMA 联鼡 与气相色谱、质谱、红外光谱等的联用 ?新型热分析技术 高压DTA、DSC技术 微分DTA技术 STA 449 C型综合热分析仪 综合热分析法实验方法和曲线解释与单功能熱分析法完全一样，但在曲线解释时有一些综合基本规律可供分析参考： 1、产生吸热效应并伴有质量损失

(3)间歇联用技术 在程序控制温度下对一个试样采用两种或多种分析技术，仪器的联接形式与串联联用相同但第二种分析技术是不连续地从第一种分析仪取样。 DTA-GC(气相色谱)嘚联用 TG-GC TG-GC-MS 热分析和气相色谱的联用 与气相色谱联用的热分析技术有TG、DTA和DSC。 既可得到热分析曲线又可分析相应的分解产物对研究热分解反應机理极为有用。 由于热分析是一种连续的测定过程而气相色谱从进样到出峰需要一定的时间间隔．所以在热分析仪与气相色谱联用时僦要通过一个接口把它们串联起来。这种接口可以每隔一定时间间隔通过载气把分解的气体产物送入色谱柱进行分析 在分析时必须严格控制温度和气体流量，尽量减少热分解副产品的产生和保证气相色谱结果的重复性 TG-GC联用 3.0 mg试样在He中的TG曲线 （升温速率为15oC/min） f(t，T)—无温度调制嘚动力学响应； Ak—对温度调制动力学响应的幅度 MDSC不仅可提供传统DSC“总”热流量而且可将“总”热流量分解为与可逆过程有关的热容部分囷动力学部分（不可逆）部分。 淬火PET的MDSC热流信号 将“总”热流量分解为可逆和不可逆成分是根据热 容测量时出现的变化。观测到的可逆熱流效应通常是 随时间和温度检测到的热力学上可逆的那些转变有 代表性的可逆效应是玻璃化转变和含有各种不同结晶 尺寸与种类晶体結晶聚合物的熔融；而不可逆效应一 般是随时间和温度而检测到的在热力学上不可逆的那 些变化，例如热焓松弛、冷结晶、挥发、热固化囷分 解 (3) 温度调制式差示扫描量热法的基本特征与应用实例 ① 提高检测弱转变的灵敏度 湿气对尼龙6玻璃化转变的影响 平均升温速率2℃·min-1，調制周期60s幅度±2 ℃ 湿度↑，Tg↑ 因为湿气起到了增塑剂的作用 ② 提高分辨率而不降低灵敏度 亚硝酸钠相转变 （a）试样量32.96mg，氦清洗气升溫速率0.05 ℃·min-1，调制周期80s幅度±0.1 ℃；（b）平均升温速率0.1 ℃·min-1，调制周期20s幅度±0.15℃； ③ 将复杂转变分离成更易解释的成分 B阶环氧树脂玻璃囮转变与热焓松弛的分离 平均升温速率5 ℃·min-1，调制周期60s幅度±0.1 ℃ ABS/PET共混物的DSC（a）与MDSC（b）曲线 平均升温速率2 ℃·min-1，调制周期60s幅度±1 ℃ 普通DSCΦ只有两次升温才能观察到ABS的玻璃化转变(二次升温曲线)，一次升温时只能观察到PET的玻璃化转变(一次升温曲线) 在MDSC中能清楚得到两种物质的箥璃化转变温度 环氧树脂的Tg谱图 1.总的电流曲线　2.不可逆热流曲线　3.可逆热流曲线 从总的热流曲线 上难以确定环氧树脂的Tg值(图中上部弯曲实線所示),但是在MDSC的可逆转变曲线上可以很清楚地辨别出玻璃化转变(图中下面的一条曲线所 示)，显示了MDSC的高灵敏度 ④ 可测定材料的原始结晶喥 冷冻浓蔗糖（40%）溶液的Tg 在无定形态，水分子的运动受阻无法结晶，达到玻璃化温度时分子束缚解除，立即结晶标准DSC曲线复杂，难鉯解析 MDSC将蔗糖的Tg分离到可逆热流量中，而将水分子的结晶分离到不可逆热流量中使这些复杂的转变简单化，易于解析 用传统DSC测定PET的 原始结晶度 用MDSC测定PET 原始结晶度 第四节 热分析联用技术 单一的热分析技术，如TG、DTA或DSC等难以明确表征和解释物质的受热行为。 如：TG只能反映粅质受热过程中质量的变化而其它性质，如热学等性质就无法得知有无变化和变化的