上海盈诺 DSC 终熔点测试实验研究报告

2019-08-17 16:34:33 4728阅读次数

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有的客户问，为什么我们测试的熔点不稳定？忽大忽小，误差很大。那么客户测试的“熔点”，指的是测试的初熔点还是终熔点呢？ DSC 测熔点中，基线刚开始下降时是初熔点，基线下降的Zdi值是通常定义的熔点；有些物体的熔化是一个过程，包括初熔点、融程和终熔点。特征温度如下图所示[1]： ① 外推起始温度 Tei ℃，即“初熔点”: 外推基线与对应于转变开始的曲线Zda斜处所作切线的交点所对应的温度。 ② 峰温度 Tp ℃，即“终熔点”: 峰达到的Zda值（或Z小值）所对应的温度。 ③ 外推终止温度 Tef℃: 外推基线与对应于转变结束的曲线Zda斜处所作切线的交点所对应的温度。

其中终熔点，我们认为是样品刚刚好完全融化。下图为正常的熔点测试界面：

图 1：YND-B1 差示扫描量热仪 DCS

图 2：YND-B1 差示扫描量热仪 DSC 熔点测试曲线

目前，我们测试初熔点Tei数据稳定，但是终熔点 Tp 受实验样品量、升温速率影响，数据有差异。我们使用华东理工大学提供的样品：9 号蜡，做本次实验，控制单一变量（实验样品量、升温速率）实验数据如下：以 1.71mg 为基础重量，记为 1x，3.45mg 为 2x，即 2 倍基础重量，6.98mg 为 4x，8.5mg 为 5x，14.19mg 为 8x，17.08mg 为 10x；升温速率分为 0.5℃/min、 1℃/min、2℃/min（本次实验使用较为低的升温速率，平时实验时，常用的升温速率为 5℃/min 或 10℃/min 或 20℃/min）；

表一：在不同重量、不同升温速率下，样品的终熔点对比：

重量mg	倍数	升温速率℃/min	终熔点温度℃
1.71	1x	0.5	71.7
		1	72.4
		2	72.78
3.45	2x	0.5	72.1
		1	72.59
		2	73.5
6.98	4x	0.5	73.5
6.98	4x	1	74.2
8.5	5x	1	74.4
8.5	5x	2	74.8
14.19	8x	1	75.4
17.08	10x	0.5	74.19
		1	75.89
		2	76.49

表二：在 1℃/min 升温速率下，不同重量样品的终熔点对比：

重量mg	倍数	升温速率℃/min	终熔点温度℃
1.71	1x	1	72.4
3.45	2x	1	72.59
6.98	4x	1	74.2
8.5	5x	1	74.4
14.19	8x	1	75.4
17.08	10x	1	75.89

由上面两个表格可见，终熔点温度与升温速率、实验样品量成正相关关系，即随着升温速率或实验样品量增加，终熔点也会随之的变大，因为炉体温度不是恒定不变的，一直以一定的升温速率增加，样品融化总是需要一定的时间，在融化的过程中，炉体温度一直在增加。目前，我们使用的升温速率比较低，如果按照正常实验的升温速率（5- 20℃/min，数据将偏差的比较大）为更加明显的观察以上表格内的数据，我们将实验曲线综合处理，如下图所示：注：为了更加明显的观察曲线终熔点的区别，我们将熔点峰放大到全屏展示，因此数据曲线将显示出微观的波动，相对其他数据报告的曲线会波动比较大，正常坐标范围室，基线是很平稳的。

图 3：在 0.5℃/min 升温速率下不同重量样品的终熔点对比图

图 4：在 1℃/min 升温速率下不同重量样品的终熔点对比图

图 5：在 2℃/min 升温速率下不同重量样品的终熔点对比图

图 6：1.71mg 样品，在不同升温速率下的终熔点对比图

图 7：3.45mg 样品，在不同升温速率下的终熔点对比图

图 8：17.08mg 样品，在不同升温速率下的终熔点对比图

由上述 6 张曲线图的直观展示，初熔点相对比较稳定，终熔点随着升温速率的变化、试验样品量的变化而变化，因此，我们设备在使用标准样品校正的时候，通常情况下，使用该标准样品的初熔点位置为标准熔点数据。因此，如果您需要与其他单位做数据对比，要提前沟通好，对比的是初熔点还是终熔点？升温速率是多少？实验样品量是多少？不然，极大可能会出现数据对不上，但是设备标定正确的事情，造成不必要的误会。如对上文数据和观点有何异议，欢迎与我们联系，进行实验对比与探讨，我们期待着各位科研人员的指正。

上海盈诺精密仪器有限公司-热分析实验室

[1] 参考国标《GB/T 19466-3-2004 塑料差示扫描量热法(DSC)第3部分：熔融和结晶温度及热焓的测定》

（来源：上海盈诺精密仪器有限公司）

标签：差示扫描量热仪 DSC 差热仪