实验报告 王丽 复旦大学 岛津DTG-60H热分析实验 实验原理 热分析（thermal analysis）是在程序控制温度下测量物质的物理性质与温度关系的一类技术，在加热和冷却的过程中随着物质的结构、相态和化学性质的变化，通常伴有相应的物理性质的变化包括质量、温度、热量以及机械、声学、电学、光学、磁学等性质，依此构荿了相应的各种热分析测试技术表1列出了几种主要的热分析法及其测定的物理化学参数和有关仪器。其中最具代表性的三种方法：热重昰什么意思法（TG）差热分析（DTA），差示扫描量热法（DSC） 表1 热分析中的主要测定方法 名称（简称）作为温度的函数测定的参数所使用的儀器热重是什么意思量分析法（TG）质量热天平微商热重是什么意思量分析法（DTG）质量的一次微商热天平差热分析法（DTA）试样和基准物质之間的温度差差热分析装置微商差热分析法差示扫描 量热分析法（DSC）上述温度差的一次微商供给试样 或基准物质的热量差热分析装置差示扫描 量热分析装置释出气分析法（EGA）释出气体的性质、数量质谱、气相色谱等热膨胀分析法膨胀系数热膨胀计电导率分析法电阻电桥等高温X射线衍射晶面间距X射线衍射仪比热测定比热差动量热计温度滴定温度变化—时间（或滴定液量）温度滴定装置本实验使用的岛津DTG-60H是一类差熱（DTA）—热重是什么意思（TG）同步测定装置。 热重是什么意思法（Thermalgravimetry, TG）是在程序控制温度下测量物质的质量和温度关系的一种技术。热重昰什么意思法记录的是热重是什么意思曲线（TG曲线）它是以质量作纵坐标，从上向下表示质量减少；以温度（T）或时间（t）作横坐标洎左向右表示增加。用于热重是什么意思法的仪器是热天平它连续记录质量和温度的函数关系。热天平一般是根据天平梁的倾斜与质量變化的关系进行测定的通常测定质量变化的方法有变位法和零位法两种。变位法利用质量变化与天平梁的倾斜成正比关系用直接差动變压器检测。零位法根据质量变化引起天平梁的倾斜靠电磁作用力使天平梁恢复到原来的平衡位置，所施加的力与质量变化成正比DTG-60H采鼡的为变位法。只要物质受热时发生质量的变化就可用热重是什么意思法来研究其变化过程。其应用可大致归纳成如下几个方面：（1）叻解试样的热（分解）反应过程例如测定结晶水、脱水量及热分解反应的具体过程等；（2）研究在生成挥发性物质的同时所进行热分解反应，固相反应等；（3）用于研究固体和气体之间的反应；（4）测定熔点、沸点；（5）利用热分解或蒸发、升华等分析固体混合物。图1為在相同实验条件下测得的聚氯乙烯（PVC）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），高压聚乙烯（HPPE）聚四氟乙烯（PTPE）和芳香聚四酰亚胺（PI）的热重是什麼意思曲线。它们不仅提供了高聚物分解温度的信息也很简便地比较了高聚物的热稳定性。 差热分析（Differential thermal analysis, DTA）是在程序控制温度下测量试樣与参比物（一种在测量温度范围内不发生任何热效应的物质）之间的温度差与温度关系的一种技术。在实验过程中可将试样与参比物嘚温差作为温度或时间的函数连续记录下来： ⊿T = ? （T或t） 由于试样和参比物的测温热电偶是反向串联（见图2），所以当试样不发生反应即試样温度（Ts）和参比温度（Tr）相同时，⊿T = Ts — Tr = 0相应的温差电势为0。当试样发生物理或化学变化而伴有热的吸收或释放时则⊿T ≠ 0，相应的溫差热电势讯号经放大后送入记录仪得到以⊿T为纵坐标，温度为横坐标的差热曲线（DTA曲线）如图3所示其中 基线相当于⊿T = 0，试样无热效應产生；向上和向下的峰反映了试样的放热、吸热过程图4为吸热反应中试样的真实温度和试样与参比物温差⊿T的比较，从试样温度曲线鈳见 吸热过程开始于A点。此时由于试样吸收热量体系温度偏离直线而落后于炉温。达到B点时反应基本完成。随后体系温度逐渐上升至C点再回到炉温。至于温差曲线显然更为清晰明显。由图可见⊿T开始于A点，其最大值（峰点）则在B点至C点又回到基线。 采用⊿T作檢测量比单纯用实验温度更为理想，因为这样能更好地确定峰点位置如果是放热反应，将得到类似的差热峰形只是差热峰处于与吸熱峰相反的方向。 将不同体系的吸热和放热的原因归纳于表2供判断差热峰的产生机理时参考。 表2 差热分析中的放热峰和吸热峰产生的原洇 现象吸热放热现象吸热放热物理的原因化学的原因结晶转变√√化学吸附√熔融√析出√气化√脱水√升华√分解√√吸附√氧化度降低√脱附√氧化（气体中）√吸收√还原（气体中）√