差示掃描量熱分析課件

差示掃描量熱分析

DSC（DifferentialScanningCalorimetry）

差示掃描量熱分析

DSC（DifferentialS差示掃描量熱分析法定義--------在溫度程序控制下，測(cè)量試樣相對(duì)于參比物的熱流速率隨溫度或時(shí)間變化的一種技術(shù)。差示掃描量熱分析法定義DSC的外觀及內(nèi)部熱流型DSCDSC的外觀及內(nèi)部熱流型DSC功率補(bǔ)償型DSC功率補(bǔ)償型DSC實(shí)驗(yàn)室里的DSC實(shí)驗(yàn)室里的DSCDSC曲線

DSC是在控制溫度變化情況下，以溫度（或時(shí)間）為橫坐標(biāo)，以樣品與參比物間溫差為零所需供給的熱量為縱坐標(biāo)所得的掃描曲線。DSC曲線DSC曲線

DSC在被運(yùn)用時(shí)，試樣在受熱或冷卻過(guò)程中，由于發(fā)生物理變化或化學(xué)變化而產(chǎn)生熱效應(yīng)，在差熱曲線上會(huì)出現(xiàn)吸熱峰或放熱峰。

試樣發(fā)生力學(xué)狀態(tài)變化時(shí)（例如由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)），雖無(wú)吸熱或放熱現(xiàn)象，但比熱有突變，表現(xiàn)在差熱曲線上是基線的突然變動(dòng)。試樣內(nèi)部這些熱效應(yīng)可用DSC進(jìn)行檢測(cè)，DSC曲線一般在DSC熱譜圖中，吸熱(endothermic)效應(yīng)用凸起的峰值來(lái)表征(熱焓增加)；放熱(exothermic)效應(yīng)用反向的峰值表征(熱焓減少)。發(fā)生的熱效應(yīng)大致可歸納為：（1）吸熱反應(yīng)（結(jié)晶、蒸發(fā)、升華、化學(xué)吸附、脫結(jié)晶水）（2）放熱反應(yīng)（氣體吸附、氧化降解、燃燒、爆炸、再結(jié)晶）（3）可能發(fā)生的放熱或吸熱反應(yīng)。結(jié)晶形態(tài)的轉(zhuǎn)變、化學(xué)分解、氧化還原反應(yīng)、固態(tài)反應(yīng)等。

一般在DSC熱譜圖中，簡(jiǎn)單的DSC熱譜圖熱焓變化率，熱流率(heatflowing)，單位為毫瓦（mW）吸收熱量，樣品熱容增加，基線發(fā)生位移結(jié)晶，放出熱量，放熱峰；晶體熔融，吸熱，吸熱峰e(cuò)xoendo簡(jiǎn)單的DSC熱譜圖吸收熱量，樣品熱容增加，基線發(fā)生位移結(jié)晶，ExoEndodH/dt(mW)TemperatureGlass

TransitionCrystallizationMeltingDecomposition玻璃化轉(zhuǎn)變結(jié)晶基線放熱行為（固化，氧化，反應(yīng)，交聯(lián)）熔融分解氣化TdTgTcTmDSC典型綜合圖譜ExoEndoExoEndodH/dt(mW)TemperatureG無(wú)定形態(tài)半結(jié)晶態(tài)結(jié)晶態(tài)三種聚集態(tài)高分子材料DSC典型圖譜endo無(wú)定形態(tài)半結(jié)晶態(tài)結(jié)晶態(tài)三種聚集態(tài)高分子材料DSC典型圖譜en差示掃描量熱分析課件DSC用于藥物品質(zhì)分析DSC用于藥物品質(zhì)分析DSC的類型及其基本原理DSC的類型：根據(jù)所用測(cè)量方法的不同，分為：熱流型(HeatFlux)

功率補(bǔ)償型(PowerCompensation)

調(diào)制熱流型(ModulatedHeatFlux)DSC的類型及其基本原理DSC的類型：熱流型(HeatFlux)

---在給予樣品和參比品相同的功率下，測(cè)定樣品和參比品兩端的溫差

T，然后根據(jù)熱流方程，將T（溫差）換算成Q（熱量差）作為信號(hào)的輸出。

熱流型(HeatFlux)特點(diǎn)：基線穩(wěn)定高靈敏度特點(diǎn)：功率補(bǔ)償型(PowerCompensation)

在樣品和參比品始終保持相同溫度的條件下，測(cè)定為滿足此條件樣品和參比品兩端所需的能量差，并直接作為信號(hào)

Q（熱量差）輸出。DSC功率補(bǔ)償型功率補(bǔ)償型(PowerCompensation)差示掃描量熱分析課件DSC實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的要求：固態(tài)、液態(tài)、粘稠樣品都可以測(cè)定，氣體除外。測(cè)定前需充分干燥。DSC實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的要求：固態(tài)、液態(tài)、粘稠樣品都可以測(cè)定，試樣和參比物試樣：除氣體外，固態(tài)，液態(tài)樣品都可測(cè)定。裝樣：盡量使樣品薄而勻地平鋪與坩堝底部，以減少試樣與器皿間的熱阻。坩堝：高聚物一般使用鋁坩堝，使用溫度低于500℃，參比物：必須具有熱惰性，熱容量和導(dǎo)熱率應(yīng)和樣品匹配。一般為，樣品量少時(shí)可放一空坩堝。試樣和參比物試樣：除氣體外，固態(tài)，液態(tài)樣品都可測(cè)定。主要影響因素1、樣品樣品量：一般用量為5--10mg樣品量少，分辨率高，但靈敏度低，峰溫偏低。樣品量多，分辨率低，但靈敏度高，峰溫偏高。主要影響因素1、樣品主要影響因素2、升、降溫速度一般的升，降溫速度范圍為5--20℃/min最常用的為10℃/min不同升降溫速度測(cè)得的數(shù)據(jù)不具可比性主要影響因素2、升、降溫速度不同升降溫速度測(cè)得的數(shù)據(jù)不具可比主要影響因素3、氣氛氛圍氣體：一般使用惰性氣體(如

，)主要是防止加熱時(shí)樣品的氧化，減少揮發(fā)物對(duì)儀器的腐蝕。氛圍氣體不同時(shí)DSC曲線不同主要影響因素3、氣氛氛圍氣體不同時(shí)DSC曲線不同DSC的應(yīng)用范圍可通過(guò)DSC進(jìn)行如下各項(xiàng)：1.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度2.熔融（在熔融過(guò)程中伴隨著吸熱效應(yīng)）3.結(jié)晶（使用DSC，可以測(cè)