對于熱重分析的理解及受影響的因素有哪些

    熱重分析是指在程序控制溫度下測量待測樣品的質量與溫度變化關系的一種熱分析技術，用來研究材料的熱穩(wěn)定性和組分。熱重分析通常可分為動態(tài)法和靜態(tài)法。

1、靜態(tài)法：包括等壓質量變化測定和等溫質量變化測定。等壓質量變化測定是指在程序控制溫度下，測量物質在恒定揮發(fā)物分壓下平衡質量與溫度關系的一種方法。等溫質量變化測定是指在恒溫條件下測量物質質量與壓力關系的一種方法。這種方法準確度高，但是費時。

2、動態(tài)法：就是我們常說的熱重分析和微商熱重分析。微商熱重分析又稱導數(shù)熱重分析（DerivativeThermogravimetry，簡稱DTG），它是TG曲線對溫度（或時間）的一階導數(shù)。以物質的質量變化速率（dm/dt）對溫度T（或時間t）作圖，即得DTG曲線。

那么影響熱重分析的因素具體有哪些呢，上海盈諾結合師傅多年經(jīng)驗，總結如下：

1.試樣量和試樣皿：

熱重法測定，試樣量要少，一般2～5mg。一方面是因為儀器天平靈敏度很高（可達0．1μg），另一方面如果試樣量多，傳質阻力越大，試樣內部溫度梯度大，甚至試樣產生熱效應會使試樣溫度偏離線性程序升溫，使TG曲線發(fā)生變化，粒度也是越細越好，盡可能將試樣鋪平，如粒度大，會使分解反應移向高溫。

試樣皿的材質，要求耐高溫，對試樣、中間產物、zui終產物和氣氛都是惰性的，即不能有反應活性和催化活性。通常用的試樣皿有鉑金的、陶瓷、石英、玻璃、鋁等。特別要注意，不同的樣品要采用不同材質的試樣皿，否則會損壞試樣皿，如：碳酸鈉會在高溫時與石英、陶瓷中的SiO2反應生成硅酸鈉，所以象碳酸鈉一類堿性樣品，測試時不要用鋁、石英、玻璃、陶瓷試樣皿。鉑金試樣皿，對有加氫或脫氫的有機物有活性，也不適合作含磷、硫和鹵素的聚合物樣品，因此要加以選擇。

 

2.升溫速率：

升溫速度越快，溫度滯后越嚴重，如聚苯乙烯在N2中分解，當分解程度都取失重10％時，用1℃/min測定為357℃，用5℃/min測定為394℃相差37℃。升溫速度快，使曲線的分辨力下降，會丟失某些中間產物的信息，如對含水化合物慢升溫可以檢出分步失水的一些中間物。

 

3.氣氛的影響：

熱天平周圍氣氛的改變對TG曲線影響顯著，CaCO3在真空、空氣和CO2三種氣氛中的TG曲線，其分解溫度相差近600℃，原因在于CO2是CaCO3分解產物，氣氛中存在CO2會抑制CaCO3的分解，使分解溫度提高。

聚丙烯在空氣中，150～180℃下會有明顯增重，這是聚丙烯氧化的結果，在N2中就沒有增重。氣流速度一般為40ml／min，流速大對傳熱和溢出氣體擴散有利。

 

4.揮發(fā)物的冷凝：

分解產物從樣品中揮發(fā)出來，往往會在低溫處再冷凝，如果冷凝在吊絲式試樣皿上會造成測得失重結果偏低，而當溫度進一步升高，冷凝物再次揮發(fā)會產生假失重，使TG曲線變形。解決的辦法，一般采用加大氣體的流速，使揮發(fā)物立即離開試樣皿。

 

5.浮力：

浮力變化是由于升溫使樣品周圍的氣體熱膨脹從而相對密度下降，浮力減小，使樣品表觀增重。如：300℃時的浮力可降低到常溫時浮力的一半，900℃時可降低到約1／4。實用校正方法是做空白試驗，（空載熱重實驗），消除表觀增重。