热分析技术：高分子的DTA和DSC曲线模式分析

热分析（Thermal Analysis，TA）是测量在程控温度下物质的物理性质与温度依赖关系的一类技术。高分子的热分析技术主要用于反映高分子材料的相变，如利用差热分析（Differential Thermal Analysis，DTA）和示差扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry，DSC）研究高分子的玻璃化转变行为、熔融行为和结晶动态；利用热重分析法（Thermogravimetric Analysis，TG或TGA）研究高分子的热分解或裂解和热氧化降解，还能对水、挥发组分和灰分等进行定量分析；利用动态力学分析（Dynamic Mechanical Analysis，DMA）表征力学松弛和分子运动对温度或频率的依赖性。

下面对热重分析法和示差扫描量热法进行简要介绍。

1.热重分析法

热重分析法（TG或TGA）是在程序控制温度下测量待测样品的质量与温度变化关系的一种热分析技术，用来研究材料的热稳定性和组分。TGA在研发和质量控制领域都是比较常用的检测手段，在实际的材料分析中经常与其他分析方法联用进行综合热分析，全面准确地分析材料。

2.示差扫描量热法(www.xing528.com)

示差扫描量热法（DSC）是在相同的程控温度变化下，用补偿器测量使样品与参比物之间的温差保持为零所需的热量对温度T的依赖关系，它在定量分析方面的性能优于DTA。高分子的DTA曲线与DSC曲线的模式相似（见图3.5.1），当温度达到玻璃化转变温度（Tg）时，样品的热容增大，从而需要吸收更多的热量，使基线发生位移，因此高分子的玻璃T化转变一般都表现为基线的转折。如果样品能够结晶，并且处于过冷的非晶状态，那么在Tg以上就可以进行结晶，同时放出结晶热而产生放热峰——Tc。进一步升温过程中结晶熔融吸热，出现吸热峰—Tm。再进一步升温，样品可能发生氧化、交联反应而放热，出现放热峰。最后样品发生分解、断链，出现吸热峰。DSC也可以用来检测药物在载体中的分散状态。

图3.5.1 DTA和DSC曲线示意图

1—固-固一级转变；2—偏移的基线；3—熔融转变；4—降解或汽化；5—二级或玻璃化转变；6—结晶；7—固化、氧化、化学反应或交联

① 1cal＝4.186 8 J。