差示掃描量熱法簡介

差示掃描量熱法(DSC)是在程序控制溫度下，測量輸給物質(zhì)和參比物的功率差與溫度關(guān)系的一種技術(shù)。

DSC和DTA儀器裝置相似，所不同的是在試樣和參比物容器下裝有兩組補(bǔ)償加熱絲，當(dāng)試樣在加熱過程中由于熱效應(yīng)與參比物之間出現(xiàn)溫差ΔT時(shí)，通過差熱放大電路和差動(dòng)熱量補(bǔ)償放大器，使流入補(bǔ)償電熱絲的電流發(fā)生變化，當(dāng)試樣吸熱時(shí)，補(bǔ)償放大器使試樣一邊的電流立即增大；反之，當(dāng)試樣放熱時(shí)則使參比物一邊的電流增大，直到兩邊熱量平衡，溫差ΔT消失為止。換句話說，試樣在熱反應(yīng)時(shí)發(fā)生的熱量變化，由于及時(shí)輸入電功率而得到補(bǔ)償，所以實(shí)際記錄的是試樣和參比物下面兩只電熱補(bǔ)償?shù)臒峁β手铍S時(shí)間t的變化關(guān)系。如果升溫速率恒定，記錄的也就是熱功率之差隨溫度T的變化關(guān)系

DSC熱分析的一種方法。它是在程序升溫的條件下，測量試樣與參比物之間的能量差隨溫度變化的一種分析方法。差示掃描量熱法有補(bǔ)償式和熱流式兩種。在差示掃描量熱中，為使試樣和參比物的溫差保持為零在單位時(shí)間所必需施加的熱量與溫度的關(guān)系曲線為DSC曲線。曲線的縱軸為單位時(shí)間所加熱量，橫軸為溫度或時(shí)間。曲線的面積正比于熱焓的變化。DSC與DTA原理相同，但性能優(yōu)于DTA，測定熱量比DTA準(zhǔn)確，而且分辨率和重現(xiàn)性也比DTA好。它可以用來研究生物膜結(jié)構(gòu)和功能、蛋白質(zhì)和核酸構(gòu)象變化等。

1. 功率補(bǔ)償型DSC

2. 熱流型DSC

DSC是動(dòng)態(tài)量熱技術(shù)，對(duì)DSC儀器重要的校正就是溫度校正和量熱校正。

差示掃描量熱法(DSC)是一種熱分析法。在程序控制溫度下，測量輸入到試樣和參比物的功率差（如以熱的形式）與溫度的關(guān)系。差示掃描量熱儀記錄到的曲線稱DSC曲線，它以樣品吸熱或放熱的速率，即熱流率dH/dt（單位毫焦/秒）為縱坐標(biāo)，以溫度T或時(shí)間t為橫坐標(biāo)，可以測定多種熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，例如比熱容、反應(yīng)熱、轉(zhuǎn)變熱、相圖、反應(yīng)速率、結(jié)晶速率、高聚物結(jié)晶度、樣品純度等。該法使用溫度范圍寬（-175~725℃）、分辨率高、試樣用量少。適用于無機(jī)物、有機(jī)化合物及藥物分析。國外應(yīng)用熱分析方法測定藥物純度已見報(bào)道 ，預(yù)示了該方法良好前景。

將熱重法與差示掃描量熱法聯(lián)用的分析技術(shù)。

《塑料 差示掃描量熱法(DSC)(第6部分):氧化誘導(dǎo)時(shí)間(等溫OIT)和氧化誘導(dǎo)溫度(動(dòng)態(tài)OIT)的測定(GB/T 19466.6-2009)》由中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版。

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4原理

4.1概述

在氧氣或空氣氣氛中，在規(guī)定的溫度下恒溫或以恒定的速率升溫時(shí)，測定試樣中的抗氧化穩(wěn)定體系抑制其氧化所需的時(shí)間或溫度。氧化誘導(dǎo)時(shí)間或氧化誘導(dǎo)溫度是評(píng)價(jià)被測材料穩(wěn)定水平（或程度）的一種手段。試驗(yàn)溫度越高氧化誘導(dǎo)時(shí)間越短；升溫速率越快氧化誘導(dǎo)溫度也越高。氧化誘導(dǎo)時(shí)間和氧化誘導(dǎo)溫度還與試樣承受氧化的表面積有關(guān)。應(yīng)注意，在純氧中測試會(huì)比普通大氣環(huán)境下測得的氧化誘導(dǎo)時(shí)間短或氧化誘導(dǎo)溫度低。

注：氧化誘導(dǎo)時(shí)間或氧化誘導(dǎo)溫度能評(píng)價(jià)試樣中抗氧劑的效果，但在解釋數(shù)據(jù)時(shí)須注意，因?yàn)檠趸磻?yīng)動(dòng)力學(xué)與溫度和樣品中添加劑的固有性質(zhì)有關(guān)。例如經(jīng)常用氧化誘導(dǎo)時(shí)間或氧化誘導(dǎo)溫度對(duì)樹脂的配方進(jìn)行優(yōu)選。某些抗氧劑盡管在最終制品的使用溫度下性能優(yōu)異，但由于抗氧劑的揮發(fā)或氧化反應(yīng)活化能的差異，也可能導(dǎo)致較差的氧化誘導(dǎo)時(shí)間或氧化誘導(dǎo)溫度測試結(jié)果。

4.2氧化誘導(dǎo)時(shí)間（等溫OIT）

試樣和參比物在惰性氣氛（氮?dú)猓┲幸院愣ǖ乃俾噬郎亍＿_(dá)到規(guī)定溫度時(shí)，切換成相同流速的氧氣或空氣。然后將試樣保持在該恒定溫度下，直到在熱分析曲線上顯示出氧化反應(yīng)。等溫OIT就是開始通氧氣或空氣到氧化反應(yīng)開始的時(shí)間間隔。氧化的起始點(diǎn)是由試樣放熱的突增來表明的，可通過差示掃描量熱儀（DSC）觀察。按照9.6.1測定等溫OIT。

4.3氧化誘導(dǎo)溫度（動(dòng)態(tài)OIT）

試樣和參比物在氧氣或空氣氣氛中以恒定的速率升溫，直到在熱分析曲線上顯示出氧化反應(yīng)。動(dòng)態(tài)OIT就是氧化反應(yīng)開始時(shí)的溫度。氧化的起始點(diǎn)是由試樣放熱的突增來表明的，可通過差示掃描量熱儀（DSC）觀察。按照9.6.2測定動(dòng)態(tài)OIT。

5儀器和材料

5.1概述

儀器和材料見GB/T19466.1－2004第5章，以及下述5.5至5.8（5.7和5.8僅適用于氧化誘導(dǎo)時(shí)間測試）。

5.2差示掃描量熱儀（DSC）儀器

差示掃描量熱儀（DSC）儀器的最高溫度應(yīng)至少能達(dá)到500℃。對(duì)于氧化誘導(dǎo)時(shí)間的測試，應(yīng)能在試驗(yàn)溫度下、整個(gè)試驗(yàn)期間（通常為60min），保持±0.3℃的恒溫穩(wěn)定性。

對(duì)于高精度測試，建議恒溫穩(wěn)定性為±0.1℃。2100433B