差热分析法测定药用高聚物的玻璃化转变温度

热分析法测定药用高聚物的玻璃化转变温度

一. 实验目的

1.进一步熟悉掌握热分析仪的使用

2.了解高聚物玻璃化转变温度的测定方法

二、基本原理

当试样在发生力学状态变化时，例如由玻璃态转变为高弹性态，虽无显著的吸热或放热现象，但比热有突变，表现在差热曲线上是基线的突然变动。因此，差热曲线的形状和位置可以反映试样内部状态的变化。

高聚物在玻璃化转变温度（Tg）前后发生比热容变化，DTA（或DSC）曲线通常是呈现向吸热方向的转折，偶尔呈现较小的吸热峰。如图2-1（a）、（b），由图确定玻璃化转变温度方法如下：



图2-1 玻璃化转变温度的确定

（a） 阶段状变化的情形；（b）阶段状变化在高温侧出现峰的情形



1、 玻璃化转变起始温度Tig读取方法：

从低温侧基线向高温侧延长的直线和通过玻璃化转变阶段状变化部分曲线斜率zui大点所引切线的交点温度。

2、 玻璃化转变中点温度Tmg读取方法：

在纵轴方向与低温侧、高温侧基线延长线或等距离的直线和玻璃化转变阶段变化部分曲线的交点温度。

3、 玻璃化转变终止温度Teg读取方法：

从高温侧向低温侧延长的直线和通过玻璃化转变阶段变化部分曲线斜率zui大点所引切线的交点温度。另外，在玻璃化转变阶段状变化的高温侧出现峰时，则外推玻璃化转变终止温度，是取高温基线向低温侧延长的直线和通过峰高温侧曲线斜率zui大点所引切线的交点温度。

三、仪器与药品

DZ3320A型差动热分析仪（购买：周艺光 zyg@）

铟（标准物） 高聚物

四、操作步骤

1、测定须按以下过程进行

（1）测定前将试样于温度为23±2℃，相对湿度为50±5%条件下放置24h以上，调节试样状态。

（2）试样混合均匀，应具有代表性，称量约10mg（称准到0.1 mg），试样如含有大量填充剂时，高聚物量应含有5～10 mg。

（3）将试样装入铝坩锅中，放入热分析仪中加热至高于玻璃化转变终止温度约30℃，保持10分钟后，急剧冷却至比玻璃化转变温度低约50℃（非晶态试样）。对于结晶试样，则以熔融峰终止温度为准。

（4）测定条件：升温速度为20℃/min, 通氮气（10～50ml/min）以防氧化。

由于玻璃化转变温度与试样的加热处理和实验条件有关，所以处理与测定须在同一条件下进行。

2、按实验一DZ3320A差热分析仪操作，进行差热分析。试样坩埚置于左边托盘，参比物以及空铝锅置于右边托盘。

五、差热曲线分析

1．由热曲线求出高聚物的Tig、Tmg、Teg。

2．比较两种聚合物的差别。



参考文献

1. 刘振海. 分析化学手册 第二版 第八分册 热分析. 北京：化学工业出版社, 2000, 64

2. 倪少儒. 应用化学. 1989, 6（2）:15

3. Gordon M. J Appl Chem. 1952, 2:493

南京大展机电技术研究所专业生产 差热分析仪（DZ3320A），差示扫描量热仪（DZ3335）