Ⅰ 熱重分析的制樣要求和數據處理方法解析
物質在物理或化學變化過程中,其熱力學性質會發生改變,熱重分析(TG/TGA)技術通過測量樣品在程序溫度下的質量變化,揭示這些變化過程。這項技術廣泛應用於塑料、橡膠等眾多領域,用於研究材料的熱穩定性、氧化過程及物化反應動力學等。
制樣要求極為重要,粉末材料需均勻平鋪,塊狀材料需切成薄片,薄膜材料可採用鑽取或平鋪,纖維狀材料則需切成小段或纏繞在小棒上。粉末樣品要求盡量細化以減少顆粒影響,且同一系列對比試樣顆粒大小需相近。
影響熱重分析的因素包括試樣量(不宜過多,以免傳質問題),選擇的耐高溫且惰性的坩堝,升溫速率(過快會降低解析度),以及測試氣氛(如氧化材料在空氣中的測試)。揮發物冷凝和浮力變化也需特別注意。
數據處理涉及觀察TG曲線(重量隨溫度變化)和DTG曲線(微分曲線,反映失重速率)。處理數據時,可分析起始和終止溫度點,DTG曲線峰值,以及質量變化和殘余質量。例如,通過切線法確定失重過程的起始和終止溫度,以及峰值溫度下的快速質量變化。
在實際操作中,可能會遇到如樣品在惰性氣氛下出現微增重、樣品量對結果的影響、液體材料的比熱容測定、負值現象的解釋等問題,這些問題需根據具體情況分析,如基線穩定性、氣氛選擇和樣品處理等。