Ⅰ 热重分析的制样要求和数据处理方法解析
物质在物理或化学变化过程中,其热力学性质会发生改变,热重分析(TG/TGA)技术通过测量样品在程序温度下的质量变化,揭示这些变化过程。这项技术广泛应用于塑料、橡胶等众多领域,用于研究材料的热稳定性、氧化过程及物化反应动力学等。
制样要求极为重要,粉末材料需均匀平铺,块状材料需切成薄片,薄膜材料可采用钻取或平铺,纤维状材料则需切成小段或缠绕在小棒上。粉末样品要求尽量细化以减少颗粒影响,且同一系列对比试样颗粒大小需相近。
影响热重分析的因素包括试样量(不宜过多,以免传质问题),选择的耐高温且惰性的坩埚,升温速率(过快会降低分辨率),以及测试气氛(如氧化材料在空气中的测试)。挥发物冷凝和浮力变化也需特别注意。
数据处理涉及观察TG曲线(重量随温度变化)和DTG曲线(微分曲线,反映失重速率)。处理数据时,可分析起始和终止温度点,DTG曲线峰值,以及质量变化和残余质量。例如,通过切线法确定失重过程的起始和终止温度,以及峰值温度下的快速质量变化。
在实际操作中,可能会遇到如样品在惰性气氛下出现微增重、样品量对结果的影响、液体材料的比热容测定、负值现象的解释等问题,这些问题需根据具体情况分析,如基线稳定性、气氛选择和样品处理等。