热分析应用

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热分析技术在材料科学中的应用

热分析技术在材料科学中的应用

热分析技术在材料科学中的应用热分析技术是材料科学中不可或缺的手段之一,它能够在高温、高压、高真空等条件下对材料的化学、物理性质进行研究。

该技术在各个领域都有广泛的应用,如材料合成、制备、分析等。

本文将从热分析技术的原理、种类以及在材料科学中的应用三方面对其进行探讨。

一、热分析技术的原理热分析技术是通过对样品在一定温度范围内吸收、释放热量的变化情况进行分析的一种方法,其实现原理是基于热量和质量之间的关系。

当样品经历温度变化时,其内部发生化学反应,而这些变化则伴随着热量的吸收和释放。

通过测量吸收和释放的热量,可以获取样品的热稳定性、结构、微观相互作用等信息。

二、热分析技术的种类常见的热分析技术包括热重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)、热膨胀率分析(TMA)等。

其中,热重分析主要研究材料在高温下的分解和氧化特性,可用于测定材料的含水量和组成;差示扫描量热分析则主要用于研究材料吸放热效应、热反应的起始温度和反应热等参数;热膨胀率分析用于研究材料在不同温度下的膨胀性能,特别适用于研究冷却过程中的应力和变形。

三、热分析技术在材料科学中的应用1. 研究材料热稳定性热重分析能够研究材料在高温下的分解和氧化特性,可用于测定材料的含水量和组成。

在高分子材料的研究中,热重分析被广泛用于研究聚合物的分解和热稳定性。

通过热重分析可以测量样品的失重量和失重率,以及萃取和吸附的影响因素,从而得出材料的热稳定性。

2. 分析反应热效应差示扫描量热分析是基于材料吸放热效应、热反应的起始温度和反应热等参数进行分析的一种技术。

研究物质的热效应以及热反应性质对于了解材料的品质、反应动力学以及热稳定性等有很大帮助,同时也可以用于研究化学反应中的热效应,探究反应的动力学机理。

3. 研究材料膨胀性能热膨胀率分析主要用于研究材料在不同温度下的膨胀性能,特别适用于研究冷却过程中的应力和变形。

该技术可以研究材料的线膨胀系数、体膨胀系数、热变形温度等参数,并可以分析膨胀热的来源以及对材料性能的影响。

热分析方法的原理及应用

热分析方法的原理及应用

热分析方法的原理及应用1. 热分析方法简介热分析方法是一种广泛应用于材料科学、化学、环境科学等领域的分析技术。

它通过对物质在高温条件下的热量变化进行测量和分析,来研究物质的组成、结构和性质。

这些热分析方法包括热重分析(Thermogravimetic Analysis,简称TGA)、差热分析(Differential Scanning Calorimetry,简称DSC)等。

2. 热分析方法的原理热分析方法的原理基于物质在高温条件下的热量转变。

在热重分析中,样品在恒定升温速率下受热,其重量的变化与温度的关系可以显示出物质结构和组成的变化。

差热分析则是通过测量样品和参比物(通常是惰性物质)之间的温差来观察样品的热响应。

3. 热分析方法的应用热分析方法具有广泛的应用,以下是其中几个主要的应用领域:3.1 材料科学热分析方法在材料科学中的应用非常广泛。

通过热重分析,可以确定材料中的水分含量、挥发性成分、热分解过程等。

差热分析可以用于研究材料的相变、熔融、晶化等过程,以及材料的热稳定性和反应动力学。

3.2 化学分析热分析方法在化学分析中也起到重要的作用。

例如,在有机化学中,可以通过差热分析来研究化合物的热力学性质和反应机理。

在无机化学中,热分析方法可以用于分析样品的组成、热分解过程等。

3.3 环境科学热分析方法在环境科学研究中也具有广泛的应用。

例如,可以通过热重分析来研究有机物质或无机物质的热稳定性和热解特性,用于环境样品的分析。

差热分析可以用于监测和分析大气污染物、废水处理过程中的热效应等。

3.4 制药工业热分析方法在制药工业中也有重要的应用价值。

通过热重分析可以确定药品中的水分含量、挥发性成分等,从而判断药物的纯度和稳定性。

差热分析可以用于研究药物的熔点、热分解特性等,以及药物与载体之间的相容性。

4. 未来发展趋势随着科学技术的不断进步和发展,热分析方法也在不断更新和改进。

未来的发展趋势主要包括以下几个方面:4.1 器件和仪器的改进随着材料科学的发展,热分析仪器和器件将不断改进和创新。

热分析的原理与应用

热分析的原理与应用

热分析的原理与应用1. 热分析的基本原理热分析是一种通过对样品在不同温度或时间条件下的物理或化学变化进行分析的方法,其基本原理包括以下几个方面:•热重分析(TG):热重分析通过测量样品在升温过程中的质量变化来分析样品的成分和性质。

样品在升温时,其质量会随温度的变化而发生变化,这是因为样品中存在着各种物质的热分解、氧化、化合物变化等反应过程。

通过对样品质量随时间或温度的变化进行监测和分析,可以得到样品的热分解特性和成分信息。

•热差示扫描量热法(DSC):热差示扫描量热法是一种通过测量样品在升温或降温过程中与基准物质之间的温差来分析样品热性质的方法。

样品和基准物质在温度条件下可能会发生吸热或放热反应,从而产生温差。

通过测量样品和基准物质之间的温差,可以了解样品的热容量、热变化、相变等信息。

•差热分析(DTA):差热分析是一种通过测量样品和参比物在升温或降温过程中的温差来分析样品的性质和反应的方法。

样品和参比物在升温或降温过程中可能会发生物理或化学变化,从而产生温差。

通过测量样品和参比物之间的温差,可以推断出样品的热性质和反应特性。

2. 热分析的应用领域热分析在各个领域中有着广泛的应用,以下列举了其中的几个应用领域:•材料科学与工程:热分析可以用于材料的性能测试和品质控制。

通过热分析可以了解材料的热固化过程、热稳定性、相变行为、热膨胀系数等性质,从而指导材料的设计、工艺优化和使用条件的确定。

•环境科学:热分析可以用于环境污染物的检测和分析。

通过热分析可以了解样品中的有机和无机物质的热稳定性、燃烧特性等。

例如,使用热分析可以对废物和大气污染物中的有机物进行检测和定性分析。

•药物研发:热分析可以用于药物的研发过程中的药物稳定性测试和相变行为研究。

通过热分析可以了解药物在不同温度和湿度条件下的稳定性、热分解特性等,从而指导药物的储存和使用条件的确定。

•食品科学:热分析可以用于食品中成分和品质的分析和检测。

通过热分析可以了解食品中的蛋白质、脂肪、糖等成分的热稳定性、降解特性,从而判断食品的品质和存储条件。

热分析方法的原理和应用

热分析方法的原理和应用

热分析方法的原理和应用1. 引言热分析方法是一种基于样品在高温条件下发生物理和化学变化的测定方法。

它通过对样品在不同温度下的质量变化、热效应及产物的分析,来研究样品的组成、结构和性质。

热分析方法广泛应用于材料科学、化学、环境科学、药物科学等领域,本文将介绍热分析方法的原理和应用。

2. 热分析方法的分类热分析方法可以分为多个子类,常见的热分析方法有: - 热重分析(TG) - 差热分析(DSC) - 热解气体分析(TGA/EGA) - 差热热膨胀(DTE) - 差热差热膨胀(DTA) - 热导率分析(TGA) - 动态热分析(DTA)3. 热分析方法原理3.1 热重分析(TG)热重分析是通过仪器测量样品在不同温度下质量的变化来分析样品的组成、热分解和气体介质中的吸附或消耗物质等。

原理是将样品在恒定升温速率下进行加热,通过测量质量的变化来分析样品的性质。

3.2 差热分析(DSC)差热分析是通过测量样品和参比物温度的差异来分析样品的热效应和相变行为。

原理是将样品和参比物同时加热,通过测量他们的温度差异来分析样品的热的吸放热、物相转变等。

3.3 热解气体分析(TGA/EGA)热解气体分析是通过测量样品在不同温度下释放的气体来分析样品的组成和热分解行为。

原理是样品在升温过程中,释放出的气体通过气体分析仪器进行分析,从而得到样品的组成信息。

3.4 差热热膨胀(DTE)差热热膨胀是通过测量样品和参比物的膨胀差异来分析样品的热膨胀性质。

原理是样品和参比物同时加热,通过测量他们的长度或体积变化差异来分析样品的热膨胀性质。

3.5 差热差热膨胀(DTA)差热差热膨胀是通过测量样品和参比物的温差和膨胀差异来分析样品的热效应和热膨胀性质的一种方法。

原理是样品和参比物同时加热,通过测量他们的温差和长度或体积变化差异来分析样品的热效应和热膨胀性质。

3.6 热导率分析(TGA)热导率分析是通过测量样品在不同温度下的热导率来分析样品的导热性质。

热分析在药物研究中的应用

热分析在药物研究中的应用

热分析在药物研究中的应用药物研究是一个非常复杂的过程,需要综合采用多种技术手段进行分析。

其中,热分析作为一种热力学实验方法,在药物研究中发挥着重要的作用。

本文将从药物研究的角度出发,介绍热分析在药物研究中的应用。

一、热分析概述热分析是通过在固体、液态、气态样品中对加热或冷却过程中发生的物理、化学和相变事件进行观察或测定,以获得样品热稳定性、热性质、相变特性及其它物理化学指标的实验方法。

常见的热分析技术有热重分析、差示扫描量热法、动态热机械分析、热膨胀分析等。

热分析技术具有灵敏度高、快速准确、重现性好、适用性广等优点,因此广泛应用于材料科学、燃料化学、生物化学等学科领域。

同时,在药物研究中,热分析也成为了一种重要的分析方法。

二、药物研究中的热分析应用1.药物结构研究药物分子的结构对其效用和作用机理有着重要的影响。

热分析技术可以通过测量不同温度下药物的热重曲线、热容曲线和差示扫描量热曲线等,获得药物分子的热力学参数,如氧化和分解温度、熔点、蒸发热、热容、焓等。

从而进一步了解药物分子的化学结构和分子间的相互作用关系。

2.药物质量控制药物的质量控制涉及到药品的稳定性、相容性和制备等方面。

热分析法可以通过测定药品质量、热稳定性和相容性等指标,来协助药品制备和质量控制工作。

例如,对于某种药物原料或制品,可以通过差示扫描量热法测定其热稳定性,进而确定其保质期和储存条件。

这对药品制造企业来说具有重要的参考价值。

3.药物包装材料筛选药品包装材料的选用对药品的保护和稳定有重要影响。

燃烧热值法可以测定材料的热稳定性,差示扫描量热法可以测定材料的玻璃化转变温度和熔点。

通过这些测定方法,可以筛选出最佳的药品包装材料,从而保障药品的质量和安全。

4.药物分析和检测药物标准的制定需要依据药物的物理化学指标来进行。

热分析技术可以提供丰富的热力学数据,如热力学参数、热性质等,为药物分析和检测提供了可靠的依据。

另外,热分析技术还可以运用于药物的纯度、杂质和残留溶剂的检测。

热分析的工作原理及其应用

热分析的工作原理及其应用
3.
热分析作为一种快速、准确、非破坏性的分析方法,在科学研究和工业生产中得到了广泛的应用。其优势主要包括以下几个方面:
•快速性:热分析可以在很短的时间内完成分析,具有较高的分析效率。
•准确性:热分析可以通过测量样品的物理性质变化来得到分析结果,具有较高的分析准确性。
•非破坏性:由于热分析不需要改变样品的化学或物理性质,因此可以进行非破坏性分析,便于后续分析或再利用。
•在线监测和实时控制:热分析技术将与自动化和监测系统相结合,实现在线监测和实时控制,提高生产效率和质量。
总之,热分析是一种重要的分析方法,通过测量样品在不同温度下的物理性质变化来推测其组成和性质。它在材料科学、化学、药学等领域具有广泛的应用,并具有快速、准确和非破坏性等优势。随着科学技术的发展,热分析技术将不断创新和改进,以满足不断变化的应用需求。
主要的热分析仪器包括热重天平、差热仪和量热仪。这些仪器通过控制样品的加热或冷却过程,并测量样品质量、温度或热量的变化来获取分析数据。
2.
热分析广泛应用于材料科学、化学、药学等领域,具有以下几个主要的应用方面:
2.1
热分析可以用于研究材料的热稳定性、热降解机制等。通过热重分析可以测定材料的热分解温度、热稳定性等参数,从而评估材料的热稳定性和热降解性能。差热分析则可以用于研究材料的相变、晶化过程等热性质,并推断材料的组成、结构等信息。
热分析的工作原理及其应用
1.
热分析是通过在样品受到加热或冷却的过程中测量其物理性质的变化来推测其组成和性质的一种分析方法。它基于样品在不同温度下发生物理或化学变化的特性,通过测量这些变化来推断样品中存在的成分及其含量。
常见的热分析方法包括热重分析(Thermal Gravimetric Analysis, TGA)、差热分析(Differential Thermal Analysis, DTA)和差示扫描量热分析(Differential Scanning Calorimetry, DSC)等。这些方法可用于分析各种材料,包括固体、液体和气体等。

热分析技术的应用和原理

热分析技术的应用和原理

热分析技术的应用和原理简介热分析技术是一种广泛应用于材料科学、化学工程和环境科学等领域的实验方法。

它通过对材料在不同温度条件下的热行为进行研究,揭示了材料的性质和结构信息,为材料设计、加工和性能评价提供了重要依据。

本文将介绍热分析技术的应用和原理,并重点讨论热重分析和差示扫描量热分析两种常用的热分析方法。

应用热分析技术在许多领域都有广泛的应用,以下是热分析技术的一些典型应用:1.材料性能研究:热分析技术可以用于研究材料的热稳定性、热分解特性以及热变形行为。

通过分析材料在不同温度条件下的质量变化、热吸放能量以及尺寸变化等参数,可以评估材料的热稳定性和热稳定温度范围,为材料的应用提供参考。

2.陶瓷和玻璃制备:热分析技术可以用于研究陶瓷和玻璃材料的烧结行为、相变特性以及热膨胀性能。

通过对材料在升温和降温过程中的质量变化以及热吸放能量进行分析,可以确定陶瓷和玻璃材料的烧结温度范围、烧结速率以及热膨胀系数等关键参数。

3.化学反应动力学研究:热分析技术可以用于研究化学反应的动力学特性。

通过对反应物的热分解过程进行研究,可以确定反应的起始温度、反应速率以及反应的放热或吸热特性。

这些信息对于了解反应机理和优化反应条件具有重要意义。

4.环境污染的监测与控制:热分析技术可以用于监测和分析环境样品中的有机物和无机物。

例如,热重分析可以用于测定大气颗粒物中的有机物和无机物的含量分布和热解特性,从而评估空气中的污染程度并制定相应的治理措施。

原理热分析技术的原理主要基于材料在不同温度条件下的热行为。

根据热量传递的方式不同,热分析技术可分为热重分析和差示扫描量热分析两种常见方法。

热重分析(Thermogravimetric Analysis, TGA)热重分析是一种通过测量材料在升温过程中的质量变化来研究材料热行为的方法。

其原理基于样品在升温过程中发生物理变化或化学反应时,会引起样品质量的变化。

通过测量样品质量变化与温度的关系,可以揭示样品的热分解特性、相变行为以及热稳定性。

热分析技术应用综述

热分析技术应用综述

热分析技术应用综述热分析技术是一种广泛应用的技术,可以用来分析物质的物理性质和化学成分。

它主要应用于医药、食品、能源、化学、材料和环境等多个领域,研究各种物质的物性和热分析过程。

本文综述了热分析技术在上述几个领域的应用,以期深入探索热分析技术的特性、原理和未来的发展方向。

1.药领域热分析技术在医药领域的应用越来越广泛,主要用于药物研究及药物质量控制。

热分析可以帮助分析药物的比热、比释放、溶解度和压缩性等性质,为药品质量控制提供重要依据。

此外,热分析技术还可用于检测药物作用机制,评估药物添加剂对溶解度、稳定性及粉末流动性的影响,研究药物的合成过程,以及实现基于温度的无创检测。

2.品领域热分析技术在食品加工上有着广泛的应用。

目前,热分析可以帮助分析食品的水分含量、活性物质含量、油脂含量、脂肪氧化、新陈代谢及热物性等特性,并对对食品的安全性、品质和有效成分进行可靠的检测。

此外,热分析技术还可用于分析食品加工中的热处理效果,理解食品加工的微观结构特征,以及检测低温保存时食品中活性物质的传递及稳定性。

3.源领域在能源领域,热分析技术可用于燃料、煤、石油、天然气等燃料分析,以及热力能源的储存与利用。

由于热分析能够精确分析燃料和热源的燃烧特性,它不仅可以用于检测和验证燃料的成分,还可用于评估燃料的发动机性能,帮助改善燃料的发动机效率和热力能源储存利用系统的效率。

4.学领域热分析技术在化学领域被广泛应用,它可以用于分析液体、固体、气体和复合物等物质。

热分析可以用于分析化学反应物的比热、比释放、溶解度和压缩性等性质,探索化学反应机理,评价反应物的热分解特性,研究复合物的热分解规律,检测不同化学物质的热安定性,以及求解各类化学反应中反应物之间的相互作用等。

5.料领域热分析技术可以用于材料性能等热分析测试,以分析构成材料的特性,它可以用于分析材料的吸收热量、比热、比释放、溶解度和压缩性,以及多元材料的热性能分析。

此外,热分析技术还可以评估材料的耐热性、耐腐蚀性、抗氧化性、抗老化能力以及材料制造过程中的热安定性等,从而帮助研究和开发新型材料。

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武汉理工大学热分析技术应用综述课程名称:材料热分析技术学院:材料学院班级:建材院委培生学号:姓名:吴帅摘要对热分析技术进行了介绍,并综述了近年来热分析技术在工业方面、食品分析、高分子及复合材料检测等领域的应用情况。

关键词热分析技术;工业方面;食品分析;高分子及复合材料检测1 热分析技术概述热分析技术作为一种科学的实验方法,在无机、有机、化工、冶金、医药、食品、塑料、橡胶、能源、建筑、生物及空间技术等领域被广泛应用。

它的核心就是研究物质在受热或冷却时产生的物理和化学的变迁速率和温度以及所涉及的能量和质量变化。

国际热分析协会(ICTA)对热分析技术作了如下定义:热分析是在程序温度控制下,测量物质的物理性质与温度之间关系的一类技术。

这里所说的“程序控制温度”一般指线性升温或线性降温,也包括恒温、循环或非线性升温、降温。

这里的“物质”指试样本身和(或)试样的反应产物,包括中间产物。

上述物理性质主要包括质量、温度、能量、尺寸、力学、声、光、热、电等。

根据物理性质的不同,建立了相对应的热分析技术,ICTA 命名委员会对热分析技术进行了分类,具体见表1-1。

表1-1 热分析技术分类热分析技术的优点主要有下列几方面:(1)可在宽广的温度范围内对样品进行研究:(2)可使用各种温度程序(不同的升降温速率);(3)对样品的物理状态无特殊要求;(4)所需样品量可以很少(0.1μg~10mg);(5)仪器灵敏度高(质量变化的精确度达10-5);(6)可与其他技术联用;(7)可获取多种信息。

2 热分析技术在工业领域的应用2.1 热分析在炸药研制过程中的应用炸药是一种相对稳定的平衡体系,在一定外界条件作用下能够发生高速化学反应,释放出巨大的热能,产生大量的气体,其整个反应是一个复杂的、伴随着吸热和放热过程的物理化学变化。

热分析是测量炸药物性参数对温度依赖性的有关技术的总称。

在炸药热分析中,除了测定其在热作用下的热行为外,更重要的是利用热分析方法来对其反应动力学进行研究,并根据动力学参数以及炸药在各种温度下的热行为,探讨和确定炸药在研制、生产和使用中的最佳条件(工艺条件和环境条件),以为确保这些过程的安全性、可靠性提供重要的实验和理论依据。

因此,炸药的热分析在炸药研制过程中具有重要的意义和关键性的作用。

2.2 热分析在遥感卫星设计上的应用作为卫星热设计的重要步骤,热分析主要用于检验热设计是否将卫星温度控制在所要求的范围内。

卫星热分析主要包括热网络模型建立、外热流计算、温度场分析和热分析模型修正等内容。

选取合理的建模方法,通过简化,精确地反映卫星各部件与环境的热交换是热分析建模的基本原则。

近年来,我国的卫星热分析技术取得了快速进展,其主要标志是:配备并完善了热分析软件;热分析计算贯穿热设计的全过程[1]。

卫星热分析与热试验温度偏差一般可控制在5~10 ℃,已基本满足卫星工程设计的需求。

目前,进一步提高热分析模型精度的主要方法是利用热平衡试验数据进行热分析模型修正[2]。

实践表明:由于热分析模型针对的飞行状态与热平衡试验状态并不一致,直接利用热试验结果修正热模型往往无法获得预期效果。

因此,有必要分析卫星热平衡试验与在热分析结果存在差异的主要原因,并寻求合适的途径以实现热模型的有效修正。

2.3 热分析在铸造领域的应用热分析方法开始应用于铸造领域时用于分析铸铁的化学成分[3]。

但是现在已经广泛应用于工业界的是利用其来分析铝合金的晶粒细化和Al-Si合金中的Si 变质程度[4]。

热分析方法还是常用于评价铁合金、铝合金等的凝固过程及凝固过程中其它热力学特征等。

2.4 热分析在油品分析上的应用目前较为普遍的三类油品:变压器油、内燃机油、导热油。

氧化安定性做为润滑油氧化性能好坏和使用寿命长短的评定指标,在日常的应用及研究中有着广泛的应用。

如变压器油、内燃机油及一些特种军用油,都规定了氧化安定性的指标。

采用DSC法测定氧化安定性具有越来越广泛的推广。

导热油做为一种热传导用润滑油,主要是进行热量传递和交换,其中的关键指标就是导热油的最高使用温度,因为最高使用温度不仅是安全的指标也是选择导热油的经济性指标。

通过DSC测定导热油的热裂解的温度来间接表示导热油的使用温度,如KD300导热油的热裂解温度应在350 ℃以上,该项目已列入导热油的企业标准中。

3 热分析技术在食品分析中的应用食品加工过程中,热是最普遍的加工参数,不论是食品的热杀菌、烹调、食品的各种干燥方法还是冷冻保藏都会涉及到热。

当食品与热之间相互作用时会使食品发生一系列的变化,如相变(水和冰)、蛋白质构象发生(有序到无序变化)、质量或组成变化,食品流变性质的变化等等。

大多数物质随着温度的变化,热容将变化,结构也将变化,在这些变化时将会伴随着有能量的变化,因此可以用热分析技术对其进行研究。

如:可可脂的口溶问题研究,猪脂肪中异种脂肪的检测,奶油中混入人造奶油的检测,腊肠和火腿中肉的判别等。

食品的热分析方法主要有以下几方面:3.1 差示扫描量热法(DSC)在食品分析中的应用食品蛋白质的变性过程,可以看作是温度的动态函数。

广泛应用于蛋白质变性研究的方法是差示扫描量热法(DSC)。

热是食品加工中最常用的加工参数,蛋白质的热变性是食品中最常见的变性形式,也是对蛋白质稳定性影响最大的一个因素。

蛋白质在热变性过程中,吸收热量时由一个有序状态变为无序状态,分子内相互作用被破坏,多肽链展开。

当达到蛋白质的变性温度时,在热分析图谱上会出现一个吸热峰,根据吸热峰的起始温度、峰面积可以确定蛋白质的变性温度、变性热等参数。

利用这些参数可以了解蛋白质的稳定性,以及变性动力学等。

这是利用热分析法研究蛋白质的基本依据[5]。

DSC已经成为研究食品蛋白质强有力的手段,在动物肌肉蛋白质、植物蛋白质、禽类蛋白质、乳类蛋白质等食品蛋白质的研究中得到了广泛的应用。

许多学者运用DSC技术来确定食品蛋白质的组成成分,研究蛋白质的变性动力学,并根据变性动力学确定食品加工工艺,取得了显著的研究成果。

3.2 热重(TG)在食品研究中的应用TG在食品研究中也有广泛应用[6],经常被用于研究食品及其组分的热稳定性。

近来有研究者用TG研究面团中水分的分布、存在形式及其与其它组分的相互作用,根据TG曲线可以了解干燥温度和时间对面条品质的影响[7]。

通过对热分析数据的统计分析,可以求解热变化过程的动力学三因子:反应机理函数、活化能和指前因子。

因此,热分析技术还有另一个重要应用领域,即研究热变化的动力学过程,如淀粉糊化动力学、热分解动力学等。

Santos等采用热重分析法研究8种食用油的热分解活化能,并根据热分解遵循简单级数模型求解食用油3个热分解过程的反应级数以及指前因子,发现脂肪酸构成和添加抗氧化剂对动力学参数有影响。

Gouveia等采用热重分析法研究葵花籽油的热分解动力学,也发现添加抗氧化剂对动力学参数有影响,并指出热重分析可用于研究油炸过程对食用油的影响[8]。

此外,Kasprzycka-Guttman等研究了花生油受热氧化的分解动力学[9]。

4 热分析技术在高分子及复合材料检测中的应用近年来,高分子及复合材料发展迅速,其种类越来越多,产品形式越来越丰富,应用领域也越来越广泛。

对这些材料准确地进行定性定量分析,具有十分重要的实际意义。

4.1 差示扫描量热法(DSC)鉴定不同类型的PP管材当前市场上出现的PP管材类型较多,主要有:丙烯与少量乙烯(1.5%-7%)的无规共聚物(PP-R)管材[10]、丙烯与少量乙烯(7% ~15%)的嵌段共聚物(PP-B)管材以及由聚丙烯(PP-H)与少量聚乙烯(PE)的共混物制备的管材。

PP-H的长期耐高温性能远高于PP-R和PP-B,因此在一些要求高温的工业领域运用的较多,而PP-B在低温性能方面比PP-R和PP-H更好,因此一般应用在冷水领域,PP-R性能相对来说介于两者之间,一般应用于中低温水领域。

另外,PP-R的最大优点在于其长期耐蠕变性能优异,在长期连续工作水压、水温高达95℃情况下,使用寿命可以长达50年,加之卫生、环保、耐腐、柔韧、抗震等性能而成为给水管道的主导产品之一。

为了保障工程质量,鉴定PP管材的类型显得尤为重要。

分析以上三类原料的分子结构,可以知道,PP-R中乙烯单体无规、随机地分布到丙烯的长链中,较大程度地降低了原聚合物的结晶度和熔点(熔融峰温降低至146℃以下),且整体呈均相结构,只显示单一的熔融峰;PP-B中乙烯与丙烯单体分布在不同相中,并未将原聚合物的规整度有效降低,因而聚合物熔点降低不明显,并且呈两相结构,因而会出现两个熔融峰,分别位于120℃和165℃左右;PP-H与PE的共混物与PP-B的结构相似,呈两相分布,熔融行为也相似。

根据上述分析,利用DSC测定PP管材的熔点及其熔融曲线的特征,即可鉴别其类型。

图4-1 两不同管材的DSC曲线试验条件:铝坩埚,N2(50ml/min)气氛下,首先以20℃/min从30℃升温到200℃,然后冷却到30℃,再以10℃ /min升温到200℃;图4-1和表4-1描述了两种不同类型PP管材的熔融行为及其熔融峰温,结合前文的分析,可以判定:管A是由PP-B或PP-H与PE的共混物制造,而管B是PP-R材质。

表4-1 两管材的熔融峰温Tpm结束语热分析所研究的物质由无机物(金属、矿物、陶瓷材料等)逐步扩展到有机物、高聚物、药物、络合物、液晶和生物高分子、空间技术等。

文章对近年来我国热分析技术在工业领域,食品分析,高分子及复合材料检测领域的应用现状进行了阐述。

随着这些材料应用领域的不断拓展,以及热分析仪器的不断发展进步,热分析技术在各个领域的应用必将进一步扩大。

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