熱分析原理與應用ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 素影響， TG 與 DTA/DSC 曲線對應性更佳。 ? 根據某一熱效應是否對應質量變化，有助于判別該熱效應所對應的物化過程（如區分熔融峰、結晶峰、相變峰與分解峰、氧化峰等）。 ? 實時跟蹤樣品質量隨溫度／時間的變化，在計算熱焓時可以樣品的當前實際質量（而非測量前原始質量）為依據，有利于相變熱、反應熱等的準確計算。 NETZSCH Analyzing amp。 Testing 43 同步熱分析的意義 STA將 TG信號和 DSC相結合，可以區分熱效應的來源，更深入地分析樣品反應 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0溫度 / ℃ 0 . 50 . 00 . 51 . 0D S C / ( m W / m g )7075808590951 0 0T G / %240 . 3 ℃502 . 5 ℃994 . 0 ℃10 . 46 J / g 335 . 2 J / g 54 . 5 J / g 0 . 20 % 6 . 84 % 放熱NETZSCH Analyzing amp。 Testing 同步熱分析的意義 在計算熱焓時可以選擇是否基于實時質量進行計算。 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0溫度 / ℃0123456D S C / ( m W /m g ) 1 0 0 5 00501 0 0T G /%C a C 2 O 4 C a C O 3 + C O ↑C a C 2 O 4 H 2 O C a C 2 O 4 + H 2 O ↑C a C O 3 C a O + C O 2 ↑一水合草酸鈣基于原始質量( C a C 2 O 4 H 2 O ) 計算基于峰左質量 ( C a C O 3 ) 計算 1 2 . 4 1 % 1 9 . 0 7 % 3 0 . 4 4 %38 . 0 4 % ( 1 0 1 5 . 7 ℃ )面積 : 1 3 5 1 J /g面積 : 1 9 7 4 J /g ! 放熱NETZSCH Analyzing amp。 Testing Netzsch STA 儀器結構 NETZSCH Analyzing amp。 Testing 46 極其豐富的爐體選擇 鋼 爐體 150…1000 ℃ SiC 爐體 RT…1550 ℃ 鉑銠爐體 RT…1500 ℃ 銠 爐體 RT…1650 ℃ 水蒸氣 爐體 RT…1250 ℃ 石墨 爐體 RT…2022 ℃ 鎢 爐體 RT…2400 ℃ 防腐蝕爐，高速升溫爐 ... NETZSCH Analyzing amp。 Testing 47 STA傳感器多種選擇 TGDSC傳感器 測量模式： TGDSCDTA 適合于絕大多數應用場合 熱電偶類型： S, E, K, P, B... TGDTA傳感器 測量模式： TGDTA 適合于對防腐蝕有特殊要求的場合 TG傳感器 測量模式： TGcDTA 適合于大體積樣品 TG傳感器 測量模式： TGcDTA 適合于大體積樣品或氣固反應研究，例如吸附、氧化還原等 同步熱分析儀的擴展性 NETZSCH Analyzing amp。 Testing 48 根據實際應用，多種坩堝選擇 選擇適當的坩堝種類 選擇適當的坩堝材質與壓力范圍 * 請參考 NETZSCH提供的坩堝與材料兼容性表格 NETZSCH Analyzing amp。 Testing STA 應用實例 NETZSCH Analyzing amp。 Testing 高分子材料 NETZSCH Analyzing amp。 Testing STA 應用：聚合物相變與分解 STA 449 / DSC 204 Sample: Tar mass: ~15 mg crucible: Pt Atm.: inert flow rate: 75 ml/min heating rate: 10 K/min STA 449, low temp. furnace, Type E sensor 50 0 50 100 150 200 T e mp e r a t u r e / 176。 C 0 . 0 5 0 0 . 1 0 0 0 . 1 5 0 0 . 2 0 0 0 . 2 5 0 0 . 3 0 0 0 . 3 5 0 0 . 4 0 0 0 . 4 5 0 0 . 5 0 0 DS C / ( m W / mg ) S a m p l e : T a r 1 ( D S C T e s t ) G l a s s t r a n s i t i o n M e l t i n g o f c r y s t a l l i n e c o mp o n e n t s 121 . 1 176。 C 160 . 7 176。 C 2 . 66 J / g M i d : De l t a Cp *: 56 . 3 176。 C 0 . 216 J /( g * K ) 66 . 6 176。 C ?? e x o DSC 204 50 0 50 100 150 200 T e m p e r a t u r e / 176。 C 0 . 1 0 0 0 . 1 0 0 . 2 0 0 . 3 0 0 . 4 0 D S C / ( m W / m g ) 9 8 . 0 0 9 8 . 5 0 9 9 . 0 0 9 9 . 5 0 1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 5 0 1 0 1 . 0 0 1 0 1 . 5 0 1 0 2 . 0 0 T G / % S a mp l e : T a r 1 ( S T A T e s t ) M i d : De l t a Cp * : 56 . 7 176。 C 0 . 2 1 4 J / ( g * K ) 5 . 2 6 J / g 67 . 0 176。 C 161 . 3 176。 C 175 . 9 176。 C 120 . 6 176。 C 0 .553 % ?? e x o NETZSCH Analyzing amp。 Testing PET 的同步熱分析 0 . 00 . 51 . 01 . 5D S C / ( m W / m g )1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0T e m p e r a t u r e / 176。 C1020304050607080901 0 0T G / %Sa m p l e : PET80 . 6 176。 C1 3 0 . 6 176。 C2 5 5 . 3 176。 CM i d :D e l t a C p * :76 . 2 176。 C0 . 3 4 9 J/ ( g * K ) 3 3 J/ g4 0 J/ g6 0 0 . 0 176。 C , 2 0 . 6 1 % 7 9 . 4 5 % e x o冷結晶 熱裂解 熔融 玻璃化 /松弛 NETZSCH Analyzing amp。 Testing 聚甲醛的熔融與熱降解 聚甲醛在 169℃ 前后發生熔融，在 380℃ 前后發生熱降解。 項目 :標識 :日期 / 時間 :實驗室 :操作者 :樣品 :云南天然氣化工股份有限公司1 2022 3 2 5 8 : 39 : 53N SCD a i聚甲醛 , 11 . 130 mg材料 :校正文件 :溫度 / 靈敏度校正文件 :范圍 :樣品支架 / 熱電偶 :模式 / 測量類型 :e m p t yb a s e l i n e 5 K 2 nd . b s ut c a l 030414 ( K 2 H i g h R G Al p N 2 ). t s u / s c a l 030414 ( K 2 H i g h R G Al p N 2 ). e s u25 . 0 / 5 . 0 ( K / m i n )/ 450 . 0D SC (/ TG ) M I D D L E R G 2 / KD SC T G / 樣品 + 修正段 :坩堝 :氣氛 :T G 校正 / 測量范圍 :D SC 校正 / 測量范圍 :1 / 1D SC / T G p a n Al/ / N 2 / 30 / N 2 / 18 / 620 / 5000 mg420 / 5000 μ V儀器 : N ET Z SC H ST A 449 C 文件 : D : \ ST A 449 C \ Sa m p l e \ 2022 . 03 \ 云南天然氣化工股份有限公司 \ D a t a \ 聚甲醛 ( N 2 ) － r . d s u50 1 00 1 50 2 00 2 50 3 00 3 50 4 00溫度 / ℃0 .00 .51 .01 .52 .02 .5DS C /( m W /m g )0204060801 00T G /%10864202DT G /( % /m i n )主窗口 2 0 0 6 0 4 1 2 1 6 : 0 4 用戶 : D a i S h i k u n聚甲醛 　 1 ＃樣品稱重 ： 11 . 13 mg升溫速率 ： 5 K / m in氣氛 ： N 2坩堝 ： Al1 6 9 . 3 ℃3 8 9 . 4 ℃3 7 5 . 4 ℃殘留質量 : 0 . 2 8 % ( 4 4 9 . 7 ℃ )3 8 8 . 9 ℃ 53 . 6 4 % 46 . 0 8 % 放熱NETZSCH Analyzing amp。 Testing PP 在不同升溫速率下的熱降解 STA449F3 高速升溫爐：最高升溫速度可達 1000℃ /min NETZSCH Analyzing amp。 Testing 醫藥、食品與有機物 NETZSCH Analyzing amp。 Testing αD葡萄糖熔融與分解 DSC曲線所示，在 143℃ 觀測到 α D葡萄糖開始熔融，在 156℃ 出現熔融峰。而 TG曲線和DTG曲線說明在 175℃ 以上至少有兩步分解。另外， DSC檢測顯示了在 20 290和 340℃ 的溫度區域有一個吸熱，兩個吸熱 放熱反應。 NETZSCH Analyzing amp。 Testing αD葡萄糖分解產物鑒別 α D葡萄糖的分解產物水、二氧化碳和碎片 C4H4O。 225305℃ 之間的 TG的第一步失重的末尾出現了氧氣消耗。在 330℃ 以上的終點反應，葡萄糖轉化為飴糖，消耗了氧氣并有明顯的二氧化碳生成 NETZSCH Analyzing amp。 Testing αD葡萄糖分解過程分析 第一階段失重：主要產生水，其失重量與升溫速率無關。 第二階段失重：分解，失重量與升溫速率有很大的關系，表明該分解段包含競爭路徑。 NETZSCH Analyzing amp。 Testing 分解動力學評價 反應步驟參數[A ]= s 1 H,[E ]= k J m o l 1結果L o g A 1 1 0 . 6A 分解為 B ，反應級數 1 . 5 8 E1 122L o g A 2 1 4 . 3E2 180B 分解為 C ，反應級數 1 . 8 0n2 2L o g A 3 3E3 10B 分解為 D ，反應級數 1 . 2 0n3 1 . 5使用包含競爭路徑在內的三步反應模型，可以對全部 TGA 測量結果給出非常好的擬合效果。 NETZSCH Analyzing amp。 Testing 等溫反應預測 210℃ 下等溫反應的預測（反應物／產物濃度～反應時間） 由于競爭反應的存在，將導致不同反應溫度下產物 C 與 D 的比例會發生變化。（參見后圖 280℃ 等溫反應預測結果） NETZSCH Analyzing amp。 Testing 等溫反應預測 280℃ 下等溫反應的預測（反應物／產物濃