熱分析儀器在各行業的應用

熱分析技術是指在溫度程序控製下研究材料的各種轉變和反應，如脫水，結晶-熔融，蒸發，相變等以及各種無機和有機材料的熱分解過程和反應動力學問題等，是一種十分重要的分析測試方法。熱分析技術主要包括差示掃描量熱（DSC)，差熱分析（DTA），熱重分析（TGA）以及熱機械分析（DMA）。

熱分析技術作為(wei) 一種科學的實驗方法，在無機、有機、化工、冶金、醫藥、食品、塑料、橡膠、能源、建築、生物及空間技術等領域被廣泛應用。它的核心就是研究物質在受熱或冷卻時產(chan) 生的物理和化學的變遷速率和溫度以及所涉及的能量和質量變化。以下簡單介紹熱分析技術在一些行業(ye) 的應用。

一、DSC 方法在熱固性樹脂固化度測試方麵的應用

熱固性樹脂 ，是指樹脂加熱後產(chan) 生化學變化，逐漸硬化成型，再受熱也不軟化，也不能溶解的一種樹脂。常見的熱固性樹脂有酚醛、環氧、氨基、不飽和聚酯以及矽醚樹脂等。其中環氧粉末塗料是熱固性聚合物材料重要的一類，由於(yu) 它具有良好的粘接性能，介電性能和化學穩定性，所以被廣泛應用各個(ge) 領域。

固化反應是指在適當 的溫度下環氧官能基與(yu) 硬化劑作用產(chan) 生鏈結反應。 固化度是熱固性聚合物材料一個(ge) 很重要的參數，固化反應一般都是放熱反應.放熱的多少與(yu) 樹脂官能度的類型、參加反應的官能團的數量、固化劑的種類及其用量等有關(guan) .但是對於(yu) 一個(ge) 配方確定的樹脂體(ti) 係，固化反應熱是一定的，因此用DSC可以很方便地進行固化度的測定。

二、DSC方法對塑料行業(ye) 熱穩定性（氧化誘導期）的測定

塑料是中國四大基礎建材之一。我國是塑料製品的生產(chan) 和消費大國。塑料在國民經濟和日常生活中得到了廣泛應用，市場空間十分廣闊，尤其是電子電器、交通運輸及建築業(ye) 的發展對塑料零部件和各種製品提出越來越高的要求，迫使塑料的產(chan) 業(ye) 升級和產(chan) 品的更新換代，塑料實現高價(jia) 比、節能、環保及使用安全。因此，塑料行業(ye) 作為(wei) 朝陽產(chan) 業(ye) ，仍有很大的發展空間。

需要特別關(guan) 注的是，塑料材料在貯存、加工和日常使用中受光、熱和氧氣等的作用，極易引起高分子材料的老化反應，使材料的物理機械性能變壞，縮短使用壽命。因此在塑料的新產(chan) 品開發和性能測試中正確評價(jia) 抗氧劑添加的效果具有重要的意義(yi) 。而氧化誘導時間和氧化誘導溫度本身可作為(wei) 高聚物熱氧化穩定性的一種度量，近年來廣泛被采用。隨著測試技術和測試儀(yi) 器的發展，采用差示掃描量熱法(DSC)測定材料氧化誘導時間和氧化誘導溫度已成為(wei) 評價(jia) 塑料熱穩定性的重要方法。

熱分析測定聚合物的氧化誘導時間和氧化誘導溫度是加速老化實驗之一。采用差示掃描量熱法（DSC）可以方便快捷地測量塑料原料的氧化誘導時間和溫度。將塑料試樣與(yu) 惰性參比物置於(yu) 差熱分析儀(yi) 中，在氧氣或空氣氣氛中，在規定的溫度下恒溫或以恒定的速率升溫時，測定試樣中的抗氧化穩定體(ti) 係抑製其氧化所需的時間或溫度。氧化誘導時間或溫度是評價(jia) 被測材料熱穩定性的一種手段。

三、DTA法（DSC）法在非晶體(ti) 高分子領域玻璃化轉變溫度的測試

 隨著人們(men) 對高分子材料結構與(yu) 性能研究的不斷深入，材料的質量控製技術也日益受到重視。在產(chan) 品開發和生產(chan) 的過程中，大量實踐證明采用熱分析方法控製產(chan) 品質量是一種有效的手段。而DSC是應用廣泛的熱分析技術之一，其具有測量操作快捷、簡便、可靠的特點，在高分子材料領域的研究中發揮著巨大的作用。DSC可用於(yu) 研究高分子材料的玻璃化轉變溫度、熔融溫度、熔化熱、結晶溫度、比熱容以及用於(yu) 聚合物共混物的成分檢測。

玻璃化轉變是非晶態高分子材料固有的性質，是高分子運動形式轉變的宏觀體(ti) 現，它直接影響到材料的使用性能和工藝性能，因此長期以來它都是高分子物理研究的主要內(nei) 容。

DTA法（DSC） 測定 Tg 是基於(yu) 高聚物在轉變時，熱容增加這一性質來進行的，玻璃化轉變溫度取決(jue) 於(yu) 聚合物結構，同時還與(yu) 聚合物中相鄰分子之間的作用力、增塑劑的用量、高聚物或共混物組分的比例、交鏈度的多少有關(guan) 。影響玻璃化轉變的因素很多，因為(wei) 玻璃化溫度是高分子的鏈段從(cong) 凍結到運動的一個(ge) 轉變過程，而鏈段運動是通過主鏈的單鍵內(nei) 旋轉來實現的，所以凡是影響高分子鏈柔性的因素，都會(hui) 對 Tg 產(chan) 生影響。玻璃化溫度，也會(hui) 隨著測定方法和條件（如升溫速率等）而改變，應予注明測定方法和條件。

四、熱重分析（TGA）在聚烯烴管材炭黑含量測試上的應用

聚烯烴材料是指以由一種或幾種烯烴聚合或共聚製得的聚合物為(wei) 基材的材料。聚烯烴塑料即烯烴的聚合物， 是一類產(chan) 量大、應用多的高分子材料；其中以聚乙烯、聚丙烯為(wei) 重要。由於(yu) 原料豐(feng) 富、價(jia) 格低廉、容易加工成型、綜合性能優(you) 良等特點，在現實生活中應用為(wei) 廣泛 。

近年來，聚乙烯管材已成為(wei) 繼PVC之後，世界消費量第二大的塑料管道品種，廣泛應用於(yu) 給水、農(nong) 業(ye) 灌溉、燃氣輸送、排汙、油田、化工、通訊等領域。無添加劑的聚乙烯耐氣候老化和日光曝曬性能很差，因而實際使用時都會(hui) 添加炭黑。炭黑能使材料具有足夠的抗紫外老化能力，當炭黑含量為(wei) 2.0%～3.0%時可確保有效地防止紫外線的影響。由於(yu) 炭黑含量大小對聚乙烯管材具有重要的影響，許多標準都對聚乙烯中的炭黑含量作了規定，為(wei) 了研發生產(chan) 和銷售的目的，炭黑含量是聚乙烯管材必須進行檢測的指標。目前管道用塑料中炭黑含量的測試方法，以熱重分析儀(yi) 測試為(wei) 現在常用的熱分析方法，用來測量高聚物的成分極為(wei) 方便、、， 熱重分析儀(yi) 也可以用於(yu) 測定硫化橡膠中的炭黑含量。 

需要注意的是，熱重分析法操作方便、快捷，結果直觀，但是由於(yu) 所用樣品量小，測試結果標準偏差較大，測試中容易出現異常值，應該從(cong) 多個(ge) 顆粒上取樣，盡可能增加樣品量，測試次數至少2次，當出現兩(liang) 次偏差較大時，增加測試次數。

五、熱分析技術在藥物領域的應用

在藥品檢驗中，常用的熱分析方法是差示掃描量熱法（DSC）與(yu) 熱重分析法（TGA）。目前，發達已把熱分析方法作為(wei) 控製藥品質量的主要方法。熱分析技術具有用量少、方法靈敏、快速，在較短的時間內(nei) 可獲得需要複雜技術或長期研究才能得到的各種信息等特點，在藥品檢驗中有著廣泛的應用。 

熱分析技術的各種優(you) 點使其在藥學領域中的應用越來越受注目。在藥物的含量測定；藥物含水量的測定及表麵吸附水、結晶水、結構水的判斷；藥物熱降解及穩定性研究；藥物熔點的測試；藥物的純度測試等方麵，熱分析技術都扮演著至關(guan) 重要的角色。

六、熱分析在澱粉類食品行業(ye) 的應用

澱粉類食品包括小米、黑米、蕎麥、燕麥、薏仁米、高粱、土豆、山藥、薯類等。澱粉是葡萄糖的高聚體(ti) ，水解到二糖階段為(wei) 麥芽糖，*水解後得到葡萄糖。天然澱粉有直鏈澱粉和支鏈澱粉兩(liang) 類構成，直鏈澱粉含幾百個(ge) 葡萄糖單元，支鏈澱粉含幾千個(ge) 葡萄糖單元。為(wei) 了深入了解澱粉類食品的化學性能，熱分析技術在其研究、探討過程中被廣泛使用。