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dsc法研究高粘度超有光聚酯切片的等温结晶最近，凭借其高分子分散性，超有光（UH）聚酯已经成为涂料，柔性线路板和各种复合材料等领域的工业制造材料。
由于超有光聚酯具有良好的塑性，耐热性和物理性能，因此，将其划分为许多记录大小的切片是工业制造的一种有效方法。
在此，本文报道了微量热量分析（DSC）法应用于UH聚酯切片的等温结晶研究。
首先，对10毫米厚的UH聚酯切片进行了热机械分析（TMA）以确定其塑性软化温度（T）。
然后，使用DSC-Q20（TA公司）对该UH 聚酯片进行DSC测试。
测试结果显示，在T点处出现一个峰值，该峰值可能与结晶过程有关。
为了更清楚地研究结晶行为，对结晶性能的影响因素进行了进一步的分析。
TMA测试表明，随着塑料软化温度的升高，UH聚酯切片的各项性能和热机械处理温度均有所改善。
由此可知，当UH聚酯片在高温下结晶时，其热机械处理温度也会有所改善。
此外，将不同结晶温度下的UH聚酯切片放入DSC-Q20中，结果发现峰值温度随结晶温度的升高而逐渐减小。
这表明，在较低的温度下结晶的UH聚酯片要比在较高温度下结晶的UH聚酯片的热机械处理性能更好。
这与TMA测试的结果相一致。
总之，本文通过微量热量分析（DSC）法研究了UH聚酯切片的等温结晶行为。
通过热机械分析（TMA）测试表明，聚酯片的各项性能和热机械处理温度随塑料软化温度的升高而有所改善，由此可见聚酯片在较低温度下结晶具有良好的热机械处理性能。
结合以上研究结果，可以为制造工业制品提供有价值的参考依据，以确保最佳的结晶温度，以提高生产效率和整体产品质量。
未来的研究将重点关注分析有关UH聚酯结晶行为的其他更多因素，以提高产品性能以及各种工业制造材料，从而进一步提高生产及制造效率。
以上就是本文关于以《dsc法研究高粘度超有光聚酯切片的等温结晶》为标题，写一篇3000字的中文文章的内容。
本文通过对超有光（UH）聚酯切片采用微量热量分析（DSC）法和热机械分析（TMA）法，系统的研究了UH聚酯切片的等温结晶行为。
DSC用于高聚物分子链迁移活化能的测定作者：郭健，靳新慧，和涛来源：《科技创新与生产力》 2015年第11期郭健，靳新慧，和涛（太原市塑料研究所，山西太原 030024）摘要：本文介绍了差示扫描量热仪（DSC）的应用与活化能的定义及其发展，并利用DSC 进行了高聚物分子链迁移活化能的测试，发现应用DSC测定迁移活化能是较为准确简便的一种方法。
关键词：差示扫描量热仪；活化能；阿仑尼乌斯中图分类号：O657.99文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2015.11.084收稿日期：２０15－04－20；修回日期：２０15－08－20作者简介：郭健（1981-），男，山西平遥人，硕士，工程师，主要从事高分子合成与改性研究，E-mail：85288181@。
差示扫描量热仪（DSC）是准确测量转变温度，转变焓的一种精密仪器，它是在程序控制温度下，测量输给物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。
这些测量能提供关于物质的物理和化学变化，包括吸热、放热、热容变化过程以及物质相转变的定量或定性的信息，它分析速度快、样品用量少，且制作简便，对固液体皆适用，测温范围广，定量能力优良，在高分子方面得到越来越广泛的应用，如研究聚合物的相转变，测定结晶温度Tc，结晶度θ，熔点Tm 等结晶动力学参数，玻璃化转变温度Tg，以及研究聚合、固化、交联、氧化、分解等反应，并测定反应温度成反应温区、反应热、反应动力学参数等。
1 活化能介绍及其发展活化能是1889年前瑞典科学家阿仑尼乌斯（Arrhenius）最早提出的概念，它在化学中具有重要的意义。
但就其定义和本质，不同学者意见不同。
关于对活化能以及高聚物分子链迁移活化能解释，至少有三类意见。
阿仑尼乌斯认为把反应物分子转变为活化分子所需要的能量；威廉·路易斯认为活化分子所具有的最低能量与反应物分子的平均能量之差；托尔曼发现活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差。
DSC研究高聚物非等温结晶动力学的理论及应用（可编辑）(文档可以直接使用，也可根据实际需要修改使用,可编辑推荐下载）DSC研究高聚物非等温结晶动力学的理论及应用DSC差示扫描量热法（differential scanning calorimetry）这项技术被广泛应用于一系列应用，它既是一种例行的质量测试和作为一个研究工具。
该设备易于校准，使用熔点低，是一种快速和可靠的热分析方法。
差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度下，测量输给物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。
DSC和DTA仪器装置相似，所不同的是在试样和参比物容器下装有两组补偿加热丝，当试样在加热过程中由于热效应与参比物之间出现温差ΔT时，通过差热放大电路和差动热量补偿放大器，使流入补偿电热丝的电流发生变化，当试样吸热时，补偿放大器使试样一边的电流立即增大；反之，当试样放热时则使参比物一边的电流增大，直到两边热量平衡，温差ΔT消失为止。
换句话说，试样在热反应时发生的热量变化，由于及时输入电功率而得到补偿，所以实际记录的是试样和参比物下面两只电热补偿的热功率之差随时间t的变化关系。
如果升温速率恒定，记录的也就是热功率之差随温度T的变化关系。
物质在温度变化过程中，往往伴随着微观结构和宏观物理，化学等性质的变化。
宏观上的物理，化学性质的变化通常与物质的组成和微观结构相关联。
通过测量和分析物质在加热或冷却过程中的物理、化学性质的变化，可以对物质进行定性，定量分析，以帮助我们进行物质的鉴定，为新材料的研究和开发提供热性能数据和结构信息。
在差热分析中当试样发生热效应时，试样本身的升温速度是非线性的。
以吸热反应为例，试样开始反应后的升温速度会大幅度落后于程序控制的升温速度，甚至发生不升温或降温的现象;待反应结束时，试样升温速度又会高于程序控制的升温速度，逐渐跟上程序控制温度，升温速度始终处于变化中。
而且在发生热效应时，试样与参比物及试样周围的环境有较大的温差，它们之间会进行热传递，降低了热效应测量的灵敏度和精确度。
差示扫描量热怯＜DSC）是一种热分析技术。
它是表征聚合物热学性能的基本产段之一，具有操作简单、灵敏程度高、重匆性好等特点，能够提供聚合物物理化学变化过程中的吸热、放热、热容变化等信息，跟踪聚合物的结晶一熔融以及玻璃化转变等过程.其中，结晶一熔融与玻璃化转变分别是结晶聚合物与非晶聚合物圾基本的转变。
这些转变过程分别对应芍相应聚合物分子运动状态的变化。
此外，DSC还可以研究与小尺度运动单元运动有关的聚合物物理老化过程。
因此DSC是研究聚合物分子运动有效的手段。
O1.工作原理DSC分为热流型和功率补偿型。
热流型DSC提供了匀速升温,匀速降温或恒湿的环境条件，在此条件下测量两侧样品池之间的热流率差，建立热流率差与温度的关系，得到DSC曲线。
功率补偿型DSC控制样品侧和参比侧按相同的速率升降温,当样品发生吸放热反应时，调整两侧的输入功率以保持两侧温度相等。
两侧功率差的变化反映了样品吸放热热信，记录当前温度与功率差得到样品的DSC1.1.Ii线.典型的DSC图如下:从DSC图中，我们获得的材料的玻璃化转变(Tg)、熔融和结晶(Tm∙Tc),交联固化、比热、氧化桎定性、相变/反应动力学等信息。
02应用场景01聚合物结晶行为分析材料的结晶行为对其应用性能具有很大影晌,采用DSCnJ以对材料的结晶行为进行表征。
以卜图为例，4种聚「烯材料的熔融温度均在115℃左右，但PB-4样品存在2个熔融峰，可能是由丁样品中存在少量的聚乙烯.130℃处为聚乙烯的熔融蜂“从结晶曲线能够看出，PB-2和PB-4的结晶温度更高，分别为91和92℃,而PB-I和PB-3的结晶温度较低,分别为77和58°C.一PB-I 一PB-2一PB-31.,1.i-4 2() 4060KOI(K)120140160IKO温度/忙02热氧化稳定性评价辄化诱导时间(O1.T)是指通过DSC 测定的，试样在常压、空气或者辄气气氛及规定温度条件下发生自动催化氧化反应的时间。
dsc在高分子材料的应用
DSC（差示扫描量热法）是一种广泛应用于高分子材料的热分析技术。
该技术通过控制样品与参比品之间的温度差异，测量样品在不同温度下的热量变化，以研究高分子材料的热稳定性、热性能、相变行为等，具有高灵敏度、高准确度、高重复性等优点。
在材料研究中，DSC可以用于评估高分子材料的热性质。
例如，可以测量材料的玻璃化转变温度、熔融温度、结晶温度等信息。
此外，DSC还可以用于研究材料的热分解动力学，帮助人们了解材料的分解路径、分解速率等信息。
在高分子材料的应用中，DSC也被广泛用于研究材料的加工和应用性能。
例如，可以通过DSC研究材料的热塑性、热可塑性、热收缩性等信息，有助于优化材料的加工工艺和性能。
此外，DSC还可以用于研究材料的热膨胀性，帮助人们了解材料在不同温度下的膨胀行为，为材料的应用提供基础数据。
总之，DSC在高分子材料的研究和应用中具有重要作用，为高分子材料的开发和应用提供了有力支持。
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调制DSC研究结晶性高聚物徐丽;浦群;郑娜;胡激江【摘要】采用调制差示扫描量热法(DSC)研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乳酸(PLA)和尼龙6(PA6)3种结晶性高聚物的热性能.实验结果显示,调制DSC可有效分辨这些聚合物中重结晶和熔融的重叠效应,并且可准确计算样品的初始结晶度;在尼龙6的DSC曲线中,随着降温速率的加快,不可逆曲线的放热单峰逐渐变成了双峰,且出峰位置向低温区偏移,从而有效分辨了氢键释放和结晶完善的过程.这些结果表明,调制DSC更适用于链结构稍复杂、分子链带有侧基、结晶度易受降温速率影响的结晶性高聚物聚集态结构研究.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2018(035)007【总页数】5页(P70-74)【关键词】结晶性高聚物;热分析;调制差示扫描量热法;聚集态结构【作者】徐丽;浦群;郑娜;胡激江【作者单位】浙江大学化学工程与生物工程学院 ,化学工程联合国家重点实验室 ,浙江杭州 310027;浙江大学化学工程与生物工程学院 ,化学工程联合国家重点实验室 ,浙江杭州 310027;浙江大学化学工程与生物工程学院 ,化学工程联合国家重点实验室 ,浙江杭州 310027;浙江大学化学工程与生物工程学院 ,化学工程联合国家重点实验室 ,浙江杭州 310027【正文语种】中文【中图分类】TQ317;O657.99调制DSC(差示扫描量热法)是在传统DSC的基础上,新发展的一种热分析技术。
传统DSC反映的是总热流与温度或时间的关系函数,难以分辨一些弱转变和相互重叠的热效应。
调制DSC在传统DSC线性控温的基础上,叠加了正弦调制温度,使得样品处于线性升温和正弦升温相结合的模式下,同时提高了仪器的分辨率和灵敏度,因此在一些复杂转变中具有显著的优势[1-3]。
利用傅里叶转变,调制DSC可把传统DSC测定的总热流分割成可逆热流和不可逆热流,其中可逆热流对应样品内部的热焓改变,与热容相关；不可逆热流对应样品的相变,与动力学相关。
用调制式DSC测量高聚物的结晶度
朱支蔷;张弓
【期刊名称】《化学世界》
【年(卷),期】2000(0)S1
【摘要】用 MDSC测定了结晶高聚物 SPS初始结晶度 ;PA6和 PA6 6嵌段共聚物不同的晶形组成和相溶性。
还研究了
【总页数】1页(P135-135)
【关键词】结晶高聚物;SPS;PA6;PA66;MDSC
【作者】朱支蔷;张弓
【作者单位】中国石油化工集团公司上海石化研究所
【正文语种】中文
【中图分类】O631
【相关文献】
1.高聚物结晶度的X射线衍射测定 [J], 范雄;源可珊
2.应用DSC测量HDPE熔体的热性能参数：Ⅰ.熔融热焓与结晶度 [J], 梁基照
3.调制式DSC测定聚乙烯的结晶度 [J], 解云川;张乾;范晓东
4.调制式DSC在高聚物研究中的应用 [J], 解云川;范晓东
5.用MDSC测量高聚物的结晶度 [J], 王国男;林金土
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调制式DSC在高聚物研究中的应用解云川,范晓东3(西北工业大学化学工程系,西安 710072) 摘要:综述了一种新的热分析技术———调制式差示扫描量热法(M odulated Differentail ScanningCalorimetry)。
对其工作原理、优点及在高聚物研究中的应用作了简介。
关键词:调制式DSC(M DSC);可逆热流;不可逆热流;高聚物的热表征前言差式扫描量热法(DSC)是一种将与物质内部相转变有关的热流作为时间和温度的函数进行测量的热分析技术。
这些测量能提供大量物质的关于物理和化学的变化,包括吸Π放热、热容变化过程,以及物质相转变的定量或定性的信息。
它分析速度快,样品用量少,且制作简便,对固液体皆适用,有宽广的测温范围及优良的定量能力,是最为广泛应用的热分析技术。
但是,传统DSC还存在有某些局限性,如无法测量过程中的可逆和不可逆热流,无法探测玻璃化转变和焓驰豫的重叠过程,及熔融和结晶过程中的一些复杂吸热、放热现象等。
近来发展起来的一种新的热分析技术———调制式DSC[1],不仅能提供与传统DSC相同的信息(如相转变温度、熔融结晶焓、热容等),而且能提供传统DSC所不能提供的很多独特信息[2～4]。
下面对调制式DSC的原则、优点以及在高聚物研究中的应用作一些介绍。
1 MDSC的原理在调制式DSC里,使用与传统DSC相同的热流DSC传感装置,但是其升温方式却不同。
它是在传统的线性升温速率基础上叠加了一个正弦调制(振荡)温度波形以产生一个随时间连续增加但不是线性的升温模式(见图1)。
把这个复杂的升温模式加到样品上的净影响等于在被测样品上同时进行两个测试———一个实施传统的线性速率(基础的)升温,另一个则使用交变的正弦速率(瞬间的)升温[2,3]。
这两个同时进行的测试的正确性依赖于三个由操作者选择的参数:(1)基础升温速率(0～100℃Πmin);(2)调制周期(10～100s);(3)调制的温度幅度(±0101～10℃)。
表1是DSCΠM DSC主要信号的对比公式。
2 MDSC的优点211 解决了高分辨率与高灵敏度之间的矛盾传统DSC要得到高的分辨率,必须要用较多的试样和低的升温速率,这就是说,要得到高的分作者简介:解云川(1976-),男,现为西北工业大学化学工程系博士研究生,师从范晓东教授,主要进行聚烯烃的结晶性研究;3通讯联系人。
辨率必须以降低灵敏度为代价,反之亦然。
故传统DSC 实际上是灵敏度和分辨率的一个折衷。
表1 DSC ΠM DSC 主要信号对比内容DSC M DSC 温度变化T (t )=T 0+βt 其中:T (t )=程序温度T 0=开始温度β=线性升温速率(℃Πmin )t =时间(min )T (t )=T 0+βt +A T sin (ωt )A T =温度调制幅度(±℃)ω=2πΠP ,调制频率(sec -1)P =周期(sec )瞬间热流d Q Πd t =C p (β)+f (t ,T )d Q Πd t =进入试样的总热流C p =可逆热容T =绝对温度C p (β)=热容分量f (t ,T )=动力学分量d Q Πd t =C p (β+A T ωcos ωt )+f (t ,T )+A K (sin ωt )(β+A T ωcos ωt )=测量得到的加温速率(d T Πd t )f (t ,T )=没有温度调制的动力学响应A K =对于温度调制的动力学响应幅度 DSC 探测弱转变的能力取决于噪音的大小及基线的线性形状。
噪音可以由取平均值得到有效的抑制,所以基线的线性优劣决定了DSC 探测弱信号的能力。
不同型号的DSC 采用不同材料的加热炉,加上所通气体、实验材料的不同造成了基线保持线性的优劣。
调制式DSC 采用两信号的比值来计算试样真实热容的变化,排除了这个问题。
由于其特殊的升温模式,通过将样品同时处于两个不同的升温速率下———既有足够低的基础升温速率用以改善分辨率,又有较快的瞬间升温速率用以改善热流强度(提高灵敏度)。
结果是在同一实验中实现了高分辨率和高灵敏度相结合。
这是调制式DSC 特有的优点之一。
图1是调制热流、调制温度随时间变化的原始信号曲线。
图1 M DSC 的原始信号(骤冷PET)图2 M DSC 总热流的分解曲线(骤冷PET )212 分离“总”热流中的可逆和不可逆热流信号由调制式DSC 得到的结果不仅提供了传统DSC 可以提供的“总”热流,同时它把“总”热流分为与热容相关的(可逆的)和动力学相关的(不可逆的)分量。
特别地,调制热流信号的傅立叶变换分析被用来连续计算一个等价于传统DSC 中的“总”热流信号的热流平均值。
热容是由调制的热流幅度除以调制的升温速率的比值计算得到的。
可逆的热流是由这个热容与平均升温速率的倍率决定的。
最后,不可逆的热流是由“总”热流与可逆热流的差决定的。
这个热流由样品中的动力学过程产生,有时被看作“潜热”。
如图2所示,总热流(T otal)可以被分解为可逆(Reversing)热流和不可逆(Non2reversing)热流,从而可以得到许多传统DSC所不能提供的信息。
3 MDSC在高聚物中的应用311 分离可逆和不可逆过程重叠的复杂热转变31111 研究复杂的玻璃转化转变过程 许多高聚物(热固性、半结晶性)的相态转变由于包含复杂的热过程而难以分析,比如玻璃化转变中焓的驰豫、熔融前无定形部分的结晶或亚稳态晶体在熔融中的结晶。
其中,玻璃化转变中焓的驰豫是一个与材料的热历史有关的吸热过程,在特定条件下,它使玻璃化转变象一个熔融过程。
而调制式DSC通过其特有的技术,将热容相关的可逆热流与动力学相关的不可逆热流分离开来,从而解释了许多以前无法解释的现象[4,5]。
图2是骤冷PET的M DSC曲线,在分离的不可逆热流曲线上,可以看到一个小的吸热峰,这是由于材料的热历史造成的焓的驰豫现象。
但在总热流曲线上却看不到这一点,它是由于玻璃化转变与焓的驰豫过程相重叠造成,用传统DSC却无法探测。
一般来讲,物质内热时间变化效应,诸如焓的驰豫等,是通过在实验前对物质进行“热处理”来消除。
然而,对于热固性物质,这类预处理却可以促进固化并影响结果。
M DSC避免了这个预处理过程,可以直接得到准确的信息。
如图3所示B阶段环氧树脂的M DSC曲线,在T区域,由于体系g吸热和玻璃化转变紧靠在一起造成分析困难。
通过调制式DSC同时测量总热流和热容,并分离热流信号为可逆和不可逆两部分,可以把玻璃化转变(与热容相关的可逆现象)与焓的驰豫区别开来,为精确分析该转变过程提供了实验依据。
图3 B阶段环氧树脂的M DSC曲线图4 玻纤增强复合材料的M DSC曲线 众所周知,用传统DSC很难测定填充物或纤维增强的高聚物的T,因为它的测定是源于热容g的变化,而填充物减弱了这个变化。
但调制式DSC高的灵敏度允许它能检测到这些微弱的转变。
图4是用M DSC测定玻纤增强复合材料Tg的结果。
显然,从总热流上看不出玻璃化转变,而通过将总热流分解为可逆和不可逆部分后,在可逆曲线上出现了明显的玻璃化转变(116℃附近)。
图5所示含有不同量湿气的尼龙通过M DSC测量后都清楚地观察到了玻璃化转变温度区域。
图5 湿气对尼龙Tg影响的M DSC曲线图6 熔融过程中多重相转变的M DSC曲线 类似的采用M DSC进行关于复杂Tg转变研究的例子还有很多。
如K otera[6]等采用调制式DSC 研究了芳香族聚酰胺酸转变为聚酰亚胺的过程,包括溶剂的挥发、样品的结晶等复杂重叠过程,从可逆过程热流中得到了隐藏在总热流中的Tg。
K arger2K ocsis[7]等人利用M DSC研究了无定形聚酯在冷拉成颈过程中的形态变化,发现随着变形速率的增加,隐藏的Tg向高温方向移动。
31112 研究结晶2熔融过程 许多高聚物的结晶2熔融过程是一个很复杂的、包含多重相转变的过程(包括重结晶、与次晶有关的热转变等),M DSC具有高的分辨率和灵敏度,并且能把一些互为重叠的可逆、不可逆现象分离开来,是研究这个过程的有力手段。
Zhenhua Y uan[8]等人用M DSC研究了间同立构PS的多重熔融过程,发现在熔融区同时存在熔融、重结晶、再熔融现象,这是由于PS的次晶结构存在所造成的,通过M DSC可以将这些重叠的现象区分开来。
如图6所示,Sauer[9]将M DSC应用于高聚物在熔融和结晶过程中的多重吸热峰研究,发现熔融过程中的确存在多重相转变。
Chen[10]等用M DSC研究了一种聚酯2亚胺的结晶动力学,结果表明,M DSC提高了检测玻璃化转变的灵敏度,对于测量热效应及分析隐藏的动力学和热力学是一种很有效的手段。
Dickie[11]用M DSC研究了工程热塑PU的结晶熔融过程。
Okazaki[12]、Pak[13]、Cser[14]、Wunderlich[15]用M DSC分别研究了高聚物中的可逆熔融过程,而T o2 da[16～18]将M DSC应用到高聚物的晶体生长上,分析了PE结晶过程的转变热力学。
31113 研究其它热转变过程 在研究高聚物固化动力学方面,DSC本身就是一个有力的工具。
M DSC通过其分离可逆和不可逆热流的特殊能力,能更深入地进行研究。
如X iao Hu[19]等用M DSC 研究了嵌段聚氨酯的固化,发现在主放热峰之前有一隐藏的吸热峰,这是由聚氨酯硬段次晶的有序2无序转变造成的,它隐藏在主放热峰之下,通过M DSC在可逆热流曲线上反映了出来。
M DSC还被应用于研究高聚物的热老化过程。
如H ourston[20]采用M DSC研究了PS的物理老化过程,发现退火温度与松弛焓之间存在一定的关系(如图7示)。
而宋锐[21]则用M DSC研究了物理老化对无规PS的多种性能的影响。
图7 不同温度下老化PS 的不可逆热流图8 M DSC 测量热容曲线312 在单一的实验中直接测量热容和热流用传统的DSC 测量热容(C p )是一个需要多次重复实验的过程并要考虑到操作者的专业技能,因为实验条件的选择对结果有较大影响。
M DSC 则提供了直接测量热容并且可以在很慢的升温速率下进行测量[22,23]。
M DSC 还可以测量在特定转变中的热容变化,其原理多有介绍[22～24]。
用蓝宝石(AI 2O 3)做热容校正时,M DSC 计算热容的公式为[25]:(C s -C r )=K C p A HF Π(ωA Ts )式中,A HF 是热流差值的幅度,K C p 是热容测量校正常数。
也就是说,仅用一次实验,M DSC 就可以测定热容及热容的变化。
图8是用M DSC 三次测定聚苯乙烯热容值的结果。
实验表明,与传统的DSC 相比,用调制式DSC 测定热容不仅可以减少实验次数,还可以得到更为精准的结果。
