這幾點都將成為熱重分析儀的影響因素
更新時間:2021-07-26 點擊次數:1989
這幾點都將成為熱重分析儀的影響因素。
1、樣品數量和樣品盤
熱重法測定,樣品量較少,一般為2~5mg。一方面,儀器天平的靈敏度非常高(可達0.1)μg)另一方面,如果樣品量大,傳質阻力越大,樣品內部的溫度梯度也越大,甚至樣品的熱效應都會使樣品的溫度偏離線性升溫程序,從而改變TG曲線。粒度越細越好。如果粒徑大,分解反應將轉移到高溫。
樣品盤的材料應耐高溫,對樣品、中間產物、產物和大氣呈惰性,即不能具有反應活性和催化活性。常用的樣品盤有鉑金、陶瓷、石英、玻璃、鋁等。需要特別注意的是,不同的樣品應使用不同材質的樣品盤,否則會損壞樣品盤。例如,碳酸鈉在高溫下會與石英和陶瓷中的SiO2反應生成硅酸鈉。因此,對于堿性樣品,如碳酸鈉、鋁、石英、玻璃和陶瓷樣品盤不應用于測試。鉑金樣品盤不適用于含磷、硫和鹵素的聚合物樣品,因為它對加氫或脫氫的有機化合物具有活性。
2、升溫速度
熱重分析儀升溫速度越快,溫度滯后越嚴重。例如,聚苯乙烯在N2中分解。分解度為10%失重時,357℃×1℃/min和394℃×5℃/min,相差37℃。如果升溫速度快,曲線的分辨率會降低,部分中間產品的信息會丟失。例如,如果加熱速度較慢,則可以檢測到一些逐步失水的中間產品。
3、氣氛影響
熱天平周圍氣氛的變化對TG曲線有顯著影響。CaCO3在真空、空氣和CO2氣氛中的TG曲線相差近600℃,因為CO2是CaCO3的分解產物。大氣中CO2的存在會抑制CaCO3的分解,提高分解溫度。聚丙烯在150-180℃空氣中增重是聚丙烯氧化的結果,而在N2中則不然。風速一般為40ml/min,流速大有利于傳熱和溢流氣體擴散。
4、揮發物的冷凝
熱重分析儀分解產物從樣品中揮發出來,并經常在低溫下重新凝結。如果它們凝結在懸掛的金屬絲樣品盤上,則測得的重量損失會很低。當溫度進一步升高時,冷凝水再次揮發,會產生假失重,使TG曲線變形。解決辦法是增加氣體流速,使揮發物立即離開樣品盤。
5、浮力
浮力的變化是由于樣品周圍氣體的熱膨脹,導致相對密度和浮力降低,樣品表觀增重。例如,300℃時的浮力可降低至常溫的一半,900℃時可降低至約1/4。實際的修正方法是做空白試驗(空載熱重試驗),消除表觀增重。