analiza termică a fost aplicată în multe domenii, precum și în diverse materiale și dimensiuni analiza termică a vaselor de probă au apărut în mod corespunzător. Eficacitatea poate fi obținută nu numai din punct de vedere academic, ci și din punct de vedere industrial. ca domeniu de aplicare, materiale anorganice precum metalele, mineralele, ceramica, sticla și materialele moleculare înalte, precum plasticul și cauciucul, deoarece medicina, produsele alimentare, cosmeticele și biologia au devenit obiectele analizei termice.

din partea evaluării materialelor, următoarele prezintă exemple de aplicații tipice bazate pe exemple tipice de măsurare și analiză.

exemplu de utilizare a 4 - 1 dsc

măsurarea trecerii în sticlă a polistirenului 4 - 1 - 1

rezultatele măsurătorilor dsc din 8 polistirenuri monodisperse cu greutăți moleculare diferite sunt prezentate în fig. 10. Folosind dsc, fenomenul de tranziție în sticlă pe care linia de bază se mișcă spre direcția endotermică poate fi observat. Temperatura de tranziție de sticlă (tg) poate fi determinată de la temperatura observată la care se deplasează linia de bază. . 10, cu cât greutatea moleculară este mai mare, cu atât este mai mare temperatura de tranziție vitroasă a polistirenului.

Fig. Rezultatele măsurării de 10 dsc din polistiren

măsurarea topirii de 4 - 1 - 2 polietilenă

rezultatele măsurătorilor dsc ale cinci tipuri de polietilenă cu densități diferite sunt prezentate în fig. 11. În metoda dsc, temperatura de topire (tm) poate fi calculată pornind de la temperatura observată la vârf în timpul topirii, iar căldura de topire (△ hm) poate fi de asemenea calculată din suprafața vârfului.

Fig. Rezultatele măsurării de 11 dsc din polietilenă a: polietilenă de joasă densitate b: polietilenă de înaltă densitate

așa cum se arată în fig. 12, temperatura de vârf și relația dintre căldură și densitate sunt obținute din rezultatele măsurătorilor din fig. 11. Din aceste rezultate, se poate observa că temperatura de topire și căldura polietilenă variază în funcție de densitate, cu cât densitatea este mai mare, cu atât temperatura și temperatura de topire vor fi mai ridicate.

Fig. 12 relația dintre temperatura de topire și căldura de topire a polietilenei și densitatea

măsurarea specifică a căldurii

în plus față de măsurarea temperaturii și căldurii de transformare a materialului, topire și reacție, capacitatea specifică de căldură (cp) poate fi de asemenea determinată prin măsurarea dsc folosind un analiză termică tavă de probă .

Fig. 13 prezintă principiul de calcul al capacității de căldură specifice prin măsurarea dsc într-un model matematic. În aceleași condiții s-au măsurat recipientul gol și proba necunoscută, precum și substanța de referință cu capacitate de căldură cunoscută. conform datelor dsc obținute.

13 (a), (b) și (c)), capacitatea specifică de căldură (cp) a eșantionului necunoscut poate fi obținută utilizând următoarea formulă.

Fig. Metoda 13 dsc pentru măsurarea capacității de căldură specifice

dsc curba recipientului gol

dsc curbele de probe necunoscute

dsc curba substanței de referință

cps: capacitatea specifică de căldură a unui eșantion necunoscut

cpr: capacitatea de căldură specifică de referință

ms: greutatea probei necunoscute

mr: greutatea substanței de referință

h: diferența dintre eșantionul necunoscut și containerul gol h: diferența dintre recipientul de referință și recipientul gol

ca un exemplu al rezultatelor măsurării capacității de căldură specifice utilizând această metodă, fig. 14 prezintă rezultatele măsurării și analizei polistirenului.

Fig. 14 rezultate specifice măsurării capacității termice a polistirenului

exemple de aplicații tg / dta

măsurarea descompunerii termice a polimerului

deoarece descompunerea polimerului este însoțită de schimbarea greutății, atunci când se evaluează rezistența la căldură și stabilitatea termică a polimerului, se utilizează de obicei o trusă de probă tg / dta și se utilizează de obicei măsurarea tg.

rezultatele măsurării tg ale diferiților polimeri sunt arătate în fig. 15. Există 7 tipuri de probe: clorură de polivinil (pvc), poliacetal (pom), rășină epoxidică (ep), polistiren (ps), polipropilenă (PP), polietilenă de joasă densitate (ldpe) se poate observa din figura că temperatura de inițiere a descompunerii și comportamentul de descompunere a diferitelor tipuri de polimeri sunt diferite.

măsurarea descompunerii termice a cauciucului

rezultatele măsurătorilor tg / dta ale cauciucului de cloropren dopat cu negru de fum sunt prezentate în fig. 16.Metoda de măsurare este că temperatura este ridicată mai întâi la 550 ℃ în mediul azot, apoi coborâtă temporar la 300 ℃, mediul de gaz este înlocuit cu aer, iar temperatura este ridicată la 700 ℃ din nou. ca urmare, descompunerea termică a componentelor polimerice apare în principal în mediul azot. descompunerea oxidantă a negrului de fum apare în mediul de aer. în acest fel, analiza cantitativă a separării diferitelor componente poate fi efectuată în conformitate cu reducerea greutatea diferitelor substanțe și a reziduului (cenușă).

Fig. 15 tg rezultatele măsurătorilor ale polimerului

Fig. 16 tg / dta rezultatele măsurării analizei teoretice a cauciucului cu cloropren de energie de activare a reacției 4 - 2 - 3

ca mijloc de evaluare a rezistenței la căldură a materialelor polimerice într-un timp scurt, metoda este de a analiza rezultatele măsurătorilor de analiză termică prin tg folosind teoria energiei de activare a reacției. până în prezent au fost raportate mai multe metode de analiză. "Metoda ozawa" este metoda cea mai răspândită și cea mai comună de analiză teoretică a activării reacției prin metoda "ozawa", energia de activare (△ ea) la timpul de reacție și timpul de reacție care atinge un anumit raport (timpul de îmbătrânire la temperatura constantă) la temperatura constantă poate fi obținut din datele de măsurare tg la trei sau mai multe rate de încălzire.

așa cum se arată în fig. 17, sunt prezentate rezultatele măsurătorilor ale materialelor izolatoare compuse în principal din polimeri.Acest lucru este rezultatul măsurătorilor sub patru rate de încălzire. se poate observa din acest rezultat că temperatura de descompunere este diferită cu viteze de încălzire diferite.Pentru partea inițială a procesului de descompunere a acestor date tg (parte cu reducerea în greutate de 5%), rezultatele analizei teoretice a energiei de activare a reacției folosind "ozawa metoda "sunt prezentate în fig. 18. ca rezultat al analizei, energia de activare a reacției de descompunere este de 113 kj / mol în plus, presupunând că materialul izolator este menținut la o temperatură constantă de 150 d egare. c. rezultatul calculului timpului de îmbătrânire constantă a temperaturii este că timpul necesar pentru reacția de descompunere pentru a se ajunge la 20% este 0,54 zile.

Fig. Rezultatele măsurătorilor de 17 tg ale materialelor izolatoare

Fig. 18 rezultate teoretice de analiză a energiei de activare a reacției

exemplu de aplicare a tma

măsurarea trecerii în sticlă a clorurii de polivinil

când se folosește tma pentru măsurarea expansiunii și comprimării polimerului, temperatura de tranziție vitroasă poate fi de asemenea măsurată în timp ce se măsoară rata de expansiune.

rezultatele măsurătorilor tma ale clorurii de polivinil cu concentrații diferite de trei plastifianți (dop) sunt arătate în fig. 19. în metoda tma, fenomenul de tranziție în stare de sticlă poate fi observat ca schimbarea ratei de expansiune. Temperatura de tranziție vitroasă (tg) poate fi determinată de la temperatura la care se schimbă rata de expansiune. 19, când plastifiantul este adăugat la clorura de polivinil, temperatura de tranziție vitroasă se deplasează de asemenea la partea cu temperatură scăzută cu creșterea concentrației de plastifiant.

Fig. Rezultatele măsurătorilor de 19 tma ale clorurii de polivinil

măsurarea peliculelor polimerice cu ajutorul acului - în sonde

temperatura de înmuiere a polimerului poate fi observată prin măsurarea tma cu ajutorul sondei. Procesul de penetrare a capătului frontal al sondei prin proba poate fi observat atunci când proba supusă unei anumite sarcini începe să se înmoaie în timpul procesului de încălzire. temperatura de pornire a deplasării în acest moment este temperatura de înmuiere. dacă proba este o peliculă subțire sau ceva asemănător, grosimea filmului subțire poate fi, de asemenea, determinată în funcție de cantitatea de deplasare. rezultatele măsurării penetrării acului din polietilenă (pe), polipropilen (pp) și nailon (ny) sunt prezentate în fig. 20. Din acest rezultat, se poate observa că temperatura de înmuiere variază în funcție de tipul de polimer.

Fig. 20 rezultate ale măsurării penetrării acului în peliculă de polimer

anizotropia expansiunii termice și a contracției

metoda tma practică numai măsurarea schimbării mărimii eșantionului într-o singură direcție. Cu toate acestea, datorită diferenței de material, compoziție și structură a probei, pot exista diferențe în comportamentul și mărimea expansiunii termice și a contracției în diferite direcții de măsurare directia de incarcare) .Aceasta proprietate, care are proprietati diferite de material in diferite directii, se numeste anizotropie si poate fi inteleasa prin masurarea tma. Rezultatele masurarii expansiunii si contractiei placii de circuite imprimate (substrat epoxidic armat cu fibre de sticla) in trei directii sunt prezentat în fig. 21. Din acest rezultat se poate observa că comportamentul de dilatare termică este diferit cu diferite direcții de măsurare. De asemenea, din rezultatele măsurătorilor se poate observa că schimbarea ratei de extindere în jurul valorii de 130 ℃ - 150 ℃ este cauzată de trecerea de sticlă a epoxidului rășină, componenta principală a plăcii de circuite imprimate. Rezultatele măsurătorilor de tracțiune ale foliei de polietilenă sunt prezentate în fig. 22. acesta este rezultatul măsurării direcției de extensie și a direcției verticale a filmului respectiv, deoarece moleculele sunt aranjate de-a lungul direcției de extindere în procesul de fabricare a peliculei de polimer, proprietățile fizice ale filmului în direcția extensiei și direcția verticală sunt diferite. din rezultatele din fig. 22, se poate observa că alungirea în direcția extensiei este mai mare decât cea în direcția verticală și există un comportament de contracție chiar înainte de topire.

Fig. Rezultatele măsurătorilor 21 ale extinderii și comprimării plăcii cu circuite imprimate

Fig. Rezultatele măsurătorilor de tracțiune ale foliei de polietilenă a: direcția extensiei b: direcția verticală