提升DSC測試精度需從關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化與實驗條件控制兩方面入手,以下為具體策略:
關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化
樣品量:樣品量需控制在適當(dāng)范圍,通常建議為5 - 20mg。樣品量過多,樣品內(nèi)部溫度分布不均勻,影響測量精度;樣品量過少,信號強(qiáng)度不足,難以準(zhǔn)確測量。對于含有揮發(fā)性成分的樣品,應(yīng)使用密封盤或干箱進(jìn)行密封,以防止水分吸收和損失。
升溫速率:通常建議升溫速率為10°C/min,以平衡測量精度和實驗時間。升溫速率越大,峰溫越高,峰形越大,基線越飄,相鄰峰的分離越差;升溫速率過慢,則可能會延長測試時間或降低測試效率。若想提高對微弱的熱效應(yīng)的檢測靈敏度,可加快升溫速率;若想更清晰地觀察相鄰峰,可選擇慢速升溫速率。
樣品形態(tài)與制備:樣品形態(tài)應(yīng)為粉末、薄膜或小塊,避免塊狀樣品因熱分布不均導(dǎo)致測量誤差。塊狀樣品建議切成薄片或碎粒,粉末樣品應(yīng)使其在坩堝底部鋪平成一薄層,堆積方式一般建議堆積緊密,有利于樣品內(nèi)部的熱傳導(dǎo);對于有大量氣體產(chǎn)物生成的反應(yīng),可適當(dāng)疏松堆積。
實驗條件控制策略
儀器校準(zhǔn):在實驗前,需對DSC儀器進(jìn)行溫度和熱流校準(zhǔn),使用已知熱容的物質(zhì)(如銦)作為標(biāo)準(zhǔn),確保儀器的基線穩(wěn)定,避免因基線漂移導(dǎo)致的測量誤差。
實驗氣氛:氮氣氣氛可以減少氧化反應(yīng)的影響,適用于大多數(shù)材料;若需使用靜態(tài)氣氛,須保證反應(yīng)過程中的釋出氣體無危害性。從保護(hù)天平室與傳感器、防止分解物污染的角度,一般推薦使用動態(tài)吹掃氣氛。
溫度范圍:溫度范圍應(yīng)涵蓋預(yù)期的特征溫度值,并根據(jù)材料特性適當(dāng)調(diào)整。對于半結(jié)晶性的高分子材料,可先升過熔點使樣品充分熔融,隨后淬冷至玻璃化溫度以下,再次升溫時玻璃化轉(zhuǎn)變較為明顯。
環(huán)境控制:實驗室環(huán)境應(yīng)保持恒溫,避免外界溫度波動對實驗結(jié)果的影響。同時,要盡量避免在儀器極限溫度附近進(jìn)行恒溫操作,試驗完成后,必須等爐溫降到200°C以下后才能打開爐體。
重復(fù)性測試:每次實驗應(yīng)至少重復(fù)三次,以評估結(jié)果的統(tǒng)計顯著性。在報告結(jié)果時,應(yīng)標(biāo)明樣品量、升溫速率、實驗條件等信息,以便結(jié)果的可追溯性和比較。
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