差式(shì)掃描量熱(rè)儀(yí)(DSC)測(cè)量的是與材料內部轉變相關溫度的關(guān)係(xì),其應用領域廣,目(mù)前在製藥、食品、高分子材料、金屬等領域都有廣泛(fàn)應用。本篇主要介紹日本理學差式掃描量熱儀Vesta在(zài)高分子(zǐ)材料PEEK中對於玻(bō)璃化轉變、冷(lěng)結晶、相轉變、熔融等研究。
PEEK(聚醚醚酮)是(shì)一種(zhǒng)線性芳香族高分子材料,其(qí)合(hé)成的PEEK樹脂是一種特種工程塑料(liào),與其它特種工程塑料(liào)相比,具有更多的顯著優勢(shì),目(mù)前主要用於核工程及航空(kōng)領域等方向。
以下是使用日本理學差式掃描量熱儀Vesta對PEEK材料的實驗數據

樣品信息
采用PEEK材料,稱重6.9mg

測試條件
線性升溫(20℃/min)至400℃
線性降(jiàng)溫(10℃/min)
測(cè)試氣氛為氮氣。
測試過(guò)程及分析
按照要求設定溫度程序,主(zhǔ)要分為三個階(jiē)段:1次升溫、降溫(wēn)、2次升溫。
· 1次升溫:20℃/min,室溫(wēn)-400℃
· 降溫階(jiē)段:400℃-80℃
· 2次升溫:20℃/min,80℃-400℃

橫坐標為時間(jiān)的DSC曲線

橫坐標(biāo)為(wéi)溫度(dù)的DSC曲線(xiàn)
· 1次升溫和2次升溫差異說明:
· 玻璃化差異(yì):1次升溫玻璃化轉變時伴有焓(hán)馳豫產(chǎn)生的吸(xī)熱(rè)峰(fēng),這與樣(yàng)品的熱曆史有關。
· 2次升溫玻璃化轉(zhuǎn)變(biàn)時無焓馳豫產生的(de)吸熱峰,與通過玻璃化溫度時的冷(lěng)卻速率有關(guān),冷卻速率越慢,在玻璃化轉變溫度以下溫區內保持時(shí)間越長,吸熱峰便越大。
· 熔融吸熱峰差異源於結晶度差異。
1次升溫DSC數據

結晶度(dù)通(tōng)常按下列公式進行計算,要知道樣品(pǐn)晶體(tǐ)熔融熱焓(hán),就可以計算出樣(yàng)品的結晶度。
· 結晶度/=(熔融(róng)峰麵積熱焓-冷結晶麵積熱焓)/結晶材料的(de)理論熔(róng)融熱焓
· 玻璃化外推起(qǐ)始溫度Tig=150.4℃
· 熔融吸熱外推起始(shǐ)溫度Ti=318.6℃
· 熔融峰麵積熱焓=34.65J/g
降溫階(jiē)段DSC數據

· 結晶化放熱峰(fēng)外推起始溫(wēn)度Ti=295.3℃
· 結晶化放熱峰麵積熱焓=39.2J/g
二次升溫(wēn)DSC數據

2次升溫時,在340℃附近主熔融峰吸(xī)收(shōu)峰前有一微弱的吸收峰,外推(tuī)起始溫度以微弱熔融峰(fēng)起算。
· 玻璃化外推起始溫度Tig=149.9℃
· 熔融(róng)吸熱外推起始溫度Ti=286.4℃
· 熔融吸熱峰麵積熱(rè)焓=36.296J/
測試結論(lùn)
· 按照設定(dìng)程序,樣(yàng)品進行的2次升溫(wēn)。DSC曲線數(shù)據顯示,樣品在150℃存在玻璃化(huà)轉變。
· 1次升溫(wēn)DSC曲線顯示,玻璃化轉變過程伴(bàn)隨有焓馳豫的吸熱峰,經(jīng)過10℃/min的降溫(wēn)處理後,在2次升溫DSC曲(qǔ)線中玻璃化轉變過程未觀察到焓馳豫的吸熱峰。
· 1次升溫與2次升溫DSC曲線中熔融吸熱峰和外推起(qǐ)始溫度的差異與樣品結晶程度和冷卻(què)條件有(yǒu)關。
差式掃描量熱儀在高分(fèn)子材料中廣泛應用,能夠的體現出材料內部轉變相關溫度(dù)的關係。以此來驗證高分子材料在實際應用中是(shì)否能夠滿足實際需(xū)求(qiú)。差式掃描量熱儀同樣也廣泛應用於藥物分析及食品方向,例(lì)如運用差式掃描量熱儀來測量藥物熱焓和溫度隨程序溫控的變化(huà),可以研究藥物的純度、藥物的多晶及穩態,形態等等。
有對(duì)我們設備或者實驗感興趣(qù)的各位老師,可以與我們取得聯係,以便(biàn)後續(xù)的技術交(jiāo)流以及現場測樣。






