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中航时代仪器——TGA-209A热天平—热重分析仪
常用的特征温度表示方法:
对于得到的热重曲线而言,所使用的仪器的灵敏度对曲线的形状的影响很明显。而对于同一台仪器,由于实验条件的不同也会对曲线形状的变化产生较为显著的影响。为了便于比较和研究,人们规定了TG曲线的一些特征温度。
热重曲线中质量变化反映了试样的性质在温度变化过程中发生的变化,对于一个变化过程,一般用温度和质量来同时进行描述。常用的物质温度主要有初始温度(initialtemperature,一般用Ti表示)、外推起始温度(extra plot onset temperature,用Tonset表示)、终止温度(final temperature,用Tf表示)、外推终止分解温度(end temperature,用Te或Tend表示)、n%分解温度(n% temperature,用Tn%表示)和最快质量变化温度(DTG峰值温度,peak temperature,用Tp表示),这些特征温度可以方便地使用分析软件在图上标注出来。
目前主要有以下几种确定TG曲线的特征温度“起始温度”的方法(见图6.29):
(1)以失重数值达到最终失重量的某一百分数时的温度值作为反应起始温度(图6.29中A点)。
n%反应温度为质量减少n%时的温度,可以直接由热重曲线标出(Tn%),常用的n%分解温度主要有0%、1%、5%、10%、15%、20%、25%、50%时的 Tn%,0%分解温度是指试样保持质量不变的最高温度。
这种温度比较容易确定,可以用来简单比较相同条件下得到的热重曲线之间的反应温度的差异。
(2)以质量变化速率达到某一规定数值时的温度作为反应起始温度(图6.29中B点)。
(3)以反应到达到某一预定点时质量变化曲线的切线(如TG曲线斜率最大点处的切线)与平台延伸线交点所对应的温度作为“外推反应起始温度”(图6.29中C点)和“外推反应终止温度”(图6.29中D点)。
与Ti和Tf相比,Tonset和Tend受人为主观判断的影响较小,常用来表示试样的特征分解温度,而Ti和Tf则常用来表示质量变化范围的起征温度。
(4)以反应达到TG曲线上某两个预定点的连线(切割线)与平台延伸线交点所对应的温度作为反应的起始温度(图6.29中E点)和反应终止温度(图6.29中F点)。
但是无论采用何种方法确定初始温度,都具有相应的特殊性和局限性,至今尚未得到一种公认的普遍适用的方法。
最快质量变化温度也称最大速率温度或DTG峰值温度(Tp),是指质量变化速率最大的温度(图6.29中G点),可以直接由DTG的曲线的峰值获得,Tp对应的质量变化速率即为反应的最大质量变化速率,常用(dm /dt)p表示(见图6.29)。
常用图6.29中C点外推起始温度或A点预定质量变化百分比(通常为5%)温度来表征物质的热稳定性。
除了以上特征温度外还经常用10%正切温度(TTN)、加和温度
(1) 10%正切温度(TIN)是通过正切温度(TN)与失重量为10%时的面积比的乘积得到的, 而正切温度则通过TG曲线上最大失重速率点的切线与温度轴的交点(温度)来确定。正切温度与起始分解温度有关,而面积比涉及起始分解程度。试样越稳定,这两个数值就越大。
(2)在分解完成后达到恒重时的残余质量C值加1再除以2,以此商值为余重C时所对应的温度,即为加和温度
(3)积分程序分解温度法根据失重曲线下面的面积来分析高聚物的热稳定性,提供了对不同材料进行比较的共同基础。
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