示差扫描量热法进展及其在高分子表征中的应用

示差扫描量热法(DSC)是表征材料热性能和热反应的一种高效研究工具,具有操作简便、应用广泛、测量值物理意义明确等优点.近年来DSC技术的发展大大拓展了高分子材料表征的测试范围,促进了对高分子物理转变的热力学和动力学的深入研究.温度调制示差扫描量热法(TMDSC)是DSC在20世纪90年代的标志性进展,它在传统DSC的线性升温速率的基础之上引入了调制速率,从而可将总热流信号分解为可逆信号和不可逆信号两部分,并能测量准等温过程的可逆热容.闪速示差扫描量热法(FSC)是DSC技术近年来的创新性发展,它采用体积微小的氮化硅薄膜芯片传感器替代传统DSC的坩埚作为试样容器和控温系统,实现了超快速的升降温扫描速率以及微米尺度上的样品测试,使得对于高分子在扫描过程中的结构重组机制的分析以及对实际的生产加工条件的直接模拟成为可能.本文从热分析基础出发,依次对传统DSC、TMDSC和FSC进行了介绍,内容覆盖其发展历史、方法原理、操作技巧及其在高分子表征中的应用举例,最后对DSC未来的发展和应用进行了展望.本文希望通过综述DSC原理、实验技巧和应用进展,帮助读者加深对DSC这一常用表征技术的理解,进一步拓展DSC表征高分子材料的应用.     

调制差示扫描量热法研究玻璃化转变温度

对比了DSC与MDSC试验技术的差别， 列举了MDSC的优点，MDSC不但可以给出普通DSC的所有信息，而且给出更多的普通DSC无法提供的信息。MDSC特别适合于复杂转变、弱的转变分析，可以寻找出隐藏在熔融及结晶过程中的玻璃化转变。MDSC对于试验条件的选择比较苛刻，在选择好基本的试验参数的前提下，还需要设置调制周期、调制振幅等参数。     

差示扫描量热法测定对乙酰氨基酚原料药纯度

建立差示扫描量热(DSC)法测定对乙酰氨基酚原料药纯度的方法。考察升温速率、称样量、坩埚类型对测定结果的影响,确定最佳测定条件:升温速率为1.0℃/min,称样量为2.0~2.2 mg,选用Tzero密封铝坩埚作为样品盘。DSC法测定对乙酰氨基酚原料药纯度为99.91%,测定结果的相对标准偏差为0.03%(n=6),DSC法测定结果与紫外可见分光光度法测定结果(99.85%)基本一致,且DSC法测定结果的相对标准偏差较小。该方法简便、快速、准确,无需标准品,可用于对乙酰氨基酚原料药纯度的测定。     

差示扫描量热法中相变潜热公式的推导

通过考虑热分析过程中存在于试样内的温度梯度,就相变前后试样的比热容发生变化、并且是温度的函数这一普遍情况,推导得到了普遍的用差示扫描量热法求相变潜热的公式     

差示扫描量热法测定马来酸酐纯度

用差示扫描量热法（DSC）测定马来酸酐的纯度,测定条件为升温速率0．8℃／min,样品量2．6～2．8mg,氮气流速为40mL/min。纯度测定结果的相对标准偏差（RSD）为0．02％（n=5）。将DSC法、液相色谱法、药典法、滴定分析法对不同物质纯度的测定结果进行了比对,4种方法的测定结果基本一致。DSC法简便、快速、准确、重现性好,适合马来酸酐纯度的测定。     

差示扫描量热法研究丙烯腈-衣康酸共聚物的热稳定化

应用差示扫描量热法(DSC)研究了衣康酸(IA)、气氛、升温速率对丙烯腈-衣康酸共聚物[P(AN-IA)]热稳定化的影响. IA能够显著降低放热峰起始温度、放热量和放热速率. P(AN-IA)共聚物的放热峰起始温度受气氛影响不大, 却随着IA含量的增加而明显降低, 表明在热稳定化过程中它可能首先以离子机理发生氰基环化反应, 再发生氧化反应. 提高升温速率会导致放热峰向高温偏移和放热速率加快. 采用Kissinger法计算了不同IA含量共聚物的热稳定化活化能, 结果表明IA可以有效降低活化能.     

基于差示扫描量热法的火工品材料选型研究

通过综合分析差示扫描量热法(DSC)图谱及动力学数据,进行火工品中药剂外包覆材料的选型研究。采用DSC测试炸药与不同涂敷层材料在不同升温速率的热性质,利用Ozawa法和DSC曲线对比法,对几种涂敷层材料进行分析。炸药与丙烯酸清漆混合后,DSC曲线表观性征、峰温以及反应的活化能变化最小;炸药与快速固化剂混合后,峰温及活化能变化影响居中,DSC曲线表观性征在升温速率大时有较大变化;炸药与硅橡胶混合后,DSC曲线表观性征、峰温以及反应的活化能变化最大。从而确定丙烯酸清漆为最合适的炸药包覆材料。     

DNA纤维热变性过程的差示扫描量热分析

鲱精ＤＮＡ纤维的差示扫描量热（ＤＳＣ）谱中，除存在一个高温区的变性峰以外，还有３个低温区的吸热峰，类似于蛋白质ＤＳＣ分析中出现的“变性前峰”。经过２５３１５Ｋ（－２０℃）冻结处理的ＤＮＡ纤维，空间结构稳定性提高，变性前峰峰温增加４～８Ｋ。冻结与非冻结两类样品中，变性前峰的焓值分别为－１０２５３和－７７６５ｋＪ·ｍｏｌ－１。作者探讨了ＤＮＡ变性前峰的成因，并认为ＤＮＡ变性过程中的多元性可能与碱基序列特异性有关。     

甘露醇纯度的差示扫描量热法测定

使用差示扫描量热法(DSC)对甘露醇纯度进行测定。密封式铝坩埚封装样品,最佳实验条件为升温速率约0.7℃·min-1,样品量约2.5mg,氮气流速为20～40mL·min-1;纯度测定的RSD为0.016,纯度准确测定的下限为98%,通过F检验及t检验,该方法与药典法无显著差异。该方法简便、快速、准确,适合甘露醇等高纯度药品的纯度测定。     

差示扫描量热法对味精中L-谷氨酸钠的分析

采用差示扫描量热法(DSC)研究了一水谷氨酸钠的热分解过程,结果表明一水谷氨酸钠的热分解过程分为两个阶段,在155℃开始脱去结晶水,脱结晶水阶段动力学参数n=0.89,Ea1=152.8kJ·mol-1,A1=7.8×1018s-1,分子内脱水阶段动力学参数n=0.75,Ea2=274.4kJ·mol-1,A2=1.1×1030s-1,半寿命期为t1/2=1.3×109月。     

差示扫描量热法测定除草剂绿麦隆的纯度

研究了用差示扫描量热法(DSC)测定绿麦隆的纯度。该法测定最佳条件为升温速率0.5 K.min-1,样品量2~3 mg,保护气流速20 mL.min-1。用本法测得绿麦隆原药的纯度为98.35%,相对标准偏差(RSD)为0.034%,测定结果与已知纯度相符。并将测定结果与高效液相色谱(HPLC)法进行了比较。该法具有操作简便,样品用量少,准确度和精密度均较高等优点。     

差示扫描量热法在高分子物理实验教学中的应用

差示扫描量热法(DSC)是高分子物理实验课程中的一个经典项目。传统的DSC教学实验通常只是孤立地测试聚合物样品的熔点或玻璃化转变温度,实验内容单一,缺乏系统性。本文通过对该实验原有内容的整合扩充,围绕该技术在高分子物理研究中的应用,设计了多套综合性实验项目包括热转变,物理老化,结晶度测定以及相容性表征的实验。该实验的设置可以使学生充分了解DSC分析的原理方法,学会使用该方法系统研究聚合物的分子运动与转变,激发学生的学习热情,培养学生综合利用高分子物理知识进行分析问题和解决问题的能力。     

差示扫描量热法确定L-脯氨酸的热动力学参数

利用差动热分析仪测得L 脯氨酸的差示扫描量热分析(DSC)曲线,采用普适积分法和微分方程法通过逻辑选择确定了L 脯氨酸相变和热解过程的最可几机理函数,并计算出相应的指前因子和活化能.     

差示扫描量热法测量纯度的不确定度分析

依据JJF1059-1999分析了差示扫描量热法测量纯度的不确定度。以美国PE公司的DSC-2C型差示扫描量热仪为例,该方法测量苯纯度的提高扩展不确定度为0.11%。     

差示扫描量热法测定比沙可啶的纯度

建立差示扫描量热法测定比沙可啶原料药样品纯度的方法。考察了炉体气氛、升温速率、称样量3个因素对差示扫描量热法测定结果的影响,确定差示扫描量热法最佳实验条件:升温速率为2.0 K/min,称样量为2.0~4.0 mg,炉内气体为静态空气。差示扫描量热法测定比沙可啶样品纯度为99.86%,测定结果的相对标准偏差为0.02%(n=6),差示扫描量热法测定比沙可啶样品纯度值与HPLC测定结果具有良好的一致性。该方法可以快速、准确地测定比沙可啶化学纯度,为比沙可啶纯度测定提供了一种新的分析方法。     

用调制式差示扫描量热法表征尼龙6和聚乳酸升温热行为

用调制式差示扫描量热法(MDSC)表征尼龙6和聚乳酸升温过程热行为，MDSC把总热流分解成可逆热流ΔHrev和不可逆热流ΔHnon;实验结果表明纯尼龙及其共混体系升温熔融过程中包含了可逆放热峰；共混体系不同，可逆热流ΔHrev不同，都比纯尼龙小；纯尼龙可逆热流ΔHrev随调制周期延长而增大；聚乳酸玻璃化转变区，随老化时间的延长和老化温度的提高，玻璃化转变温度Tg提高，松弛热焓增大。     

调制式差示扫描量热法在高分子研究中的应用

介绍了调制式差示扫描量热法(MDSC)的工作原理及其作为一种新的热分析手段的优点。并通过一些实例介绍了MDSC法在高分子研究中的应用。     

差示扫描量热研究水稻线粒体能量释放动力学

线粒体是细胞的一个重要的亚细胞器．它通过呼吸作用为细胞各项活动提供能量，有细胞'动力戒'之称．生物摄取的食物通过代谢分解形成小分子产物之后，被输送至线粒体，经过氧化作用将其中贮存的能量逐步释放出来，并转化为三磷酸腺苦（ATP）以供生命机体各种活动的需要，因而它     

示差扫描量热计示值误差测量不确定度评定

采用示差扫描量热(DSC)法测定热分析标准物质的熔化温度和熔化热,对示值误差的测量不确定度进行评定.建立示值误差的测量模型,分析不确定度来源,计算各不确定度分量,最终合成标准不确定度和扩展不确定度.铟、锌的温度示值误差的扩展不确定度分别为0.34、0.62℃(k=2),热量示值误差的相对扩展不确定度均为1.2％(k=2...     

热重-差示扫描量热法研究金属铝盐与载体的相互作用

通过浸渍法将相同负载量的不同类型的金属铝盐负载在介孔分子筛HMS内外表面,用热重-差示扫描量热(TG-DSC)法研究了金属铝盐热性质的变化。将负载型金属铝盐干燥、焙烧,得到负载型催化剂Al2O3/HMS样品,用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附等手段对样品进行了介孔结构表征,并初步考察了催化剂上烷基化反应的活性。实验结果表明:负载金属盐的起始分解温度均高于金属盐,证明了金属盐与载体之间有相互作用。Al2O3/HMS催化剂在对苯二酚烷基化反应中表现出不同的催化活性。这种催化活性的高低与催化剂比表面积、孔容的大小没有相应的顺变关系,与负载金属盐与载体的相互作用有关,相互作用越弱,催化剂在烷基化反应中表现出的催化活性越高。