[学术活动]DSC在高分子材料研究中的应用问题探讨（4.17号有新的问题）
热分析是表征材料的基本方法之一，多年以来一直广泛应用于科研和工业中。近年来在各个领域，特别是高分子材料领域，都有了长足发展。差示扫描量热法（DSC）是应用最广泛的热分析技术之一。
1.DSC基本知识
详情清参见http://emuchhelp.ys168.com/中“小木虫专业区讨论活动用文件夹“下课件，由于该课件为其他虫友提供，所以，请大家多多支持该贴http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=413638&fpage=2
2.个人使用经验
在开始DSC测试前，需要考虑以下几个问题：
1） 样品状态：固体，粉末，液体等
由于液体样品需要使用专门的铝皿，所以大部分实验室基本不配备。
对粉末样品而言，制样过程比较容易造成样品重量的减少，如果需要精确的热焓值，得事先提醒下测试者，尤其是在学校普通的实验室做测试的时候。
2）样品质量：<5mg，5-10mg….
样品量的多少与测试结果的准确性有较大的影响，尤其是测试玻璃化转变时，具体细节也可参照本贴中提供的相关资源。
3）数据需求：热流，热焓，温度，时间…
4）扫描速率：5度/min，10度/min......
3.个人疑惑的问题
1）玻璃化转变温度的求取
在测试中发现，玻璃化转变温度求取时跟个人操作相当有关，同样的一条DSC曲线，选取的起始、终止温度不同时，得到的Tg相差较大，尤其对转变前后基线不是很平行的曲线。
我的问题是：
有没有比较严格的选取尺度，比如前后不能超过多少度？？
对两条基线不平行的曲线，如何较为合理的得到数据？
对样品怎样处理后能够得到更加明显的玻璃化转变？
2）用DSC研究聚合物结晶动力学是非常常用的方法，在等温结晶操作中，常出现结晶起始点与终止点不在同一直线的情况，这时候进行动力学计算时，一般是怎么处理的
新加的问题:
3)新问题，希望大家能够解答：当DSC熔融曲线出现多重峰重叠在一起,怎样有效的分峰计算其面积(求熔融焓的基础)
4)
第４１楼问题：
第４２楼问题
大家说是甚么问题呢, 有甚么解决方法
希望大家能够踊跃参与本版的这个学术交流活动。你可以回答我的问题，也可以在后面跟贴提出自己在DSC测试或应用研究过程遇到的问题，我会将这些问题
汇集于第三楼，由我或其他虫友集中进行解答。
第二楼：DSC资源汇总
第三楼：DSC相关学术问题汇总
[ Last edited by tangsd2 on 2007-4-17 at 12:01 ]
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京公网安备 11010802022153号
我用的是perkinerlmer的功率补偿型DSC，感觉灵敏度很高，但基线性能不是很好。因此通常在测试完样品后立即做一条基线扣减，这在低温模式下尤为重要。
关于玻璃化温度的测定，由于玻璃化转变是一个动力学过程，因此在DSC热流曲线上表现为一个几度甚至几十度的温度区间，现在国际上还没有一个统一的读取方法，一般的随机软件都选择重复性好的点作为玻璃化温度。在公布Tg时，要注明热历史（升温降温速率和退火时间等），要注明是选择台阶上的哪一个特征点作为转变温度（半比热、半宽、极限假想温度），否则给出的Tg没有可比性。另外，Tg还和结晶度有关，对于半结晶体系应注明。
对于基线不平行的问题，个人认为有2个原因，一是仪器本底基线不平整，二是玻璃态和液态比热随温度变化的规律不同。因此在进行玻璃化温度的读取时，最好不要直接从热流曲线上读，而是用2线法或3线法获得比热曲线后在比热曲线上读Tg，同时可考虑用fictive temperature做为Tg，即外推过冷液态和外推玻璃态焓曲线（比热曲线的积分曲线）的交点，即使前后基线不平行也没有关系。
至于前后基线不平行的动力学分析，就采用S型基线好了，没有什么特殊的。对于仪器自带的动力学软件，我个人认为很大程度上是仪器商的商业行为，很靠不住。只要谱图不很规整，这些动力学软件就会胡乱给结果，千万当心。我现在都是自己编程序解决。
版主不用客气，帮助是相互的，大家一起加油！
那么想请教一下，如下所示的这张图，你一般是怎么进行动力学计算的，我们一般就是直接起点到终点（图中红线所示）拉线后进行计算的。
压缩文件为origin图
[ Last edited by tangsd2 on 2007-4-9 at 21:27 ]
这个问题的核心应该不是采用什么基线的问题，而是到底能不能获得有效的动力学参数的问题。我遇到的较多的情形是峰的上升沿和下降沿不对称的问题和前后基线不平行的问题,针对前者，我编制了一个计算程序，将二者分开计算，再和其他方法和文献比较。前后基线不平行的问题，可用s形基线确定。从版主给出的谱图可以判断，两个热事件是有重叠的，及大峰中还包含了小峰的效应，这种情况下做的动力学分析毫无意义，而且目标峰的左侧基线完全不能确定。个人以为用一条直线获得不同时间的结晶度是没有根据的。我的观点是，这种峰不能进行有效的结晶动力学分析。
[ Last edited by 斛兵秋韵 on 2007-4-10 at 08:29 ]
"1）玻璃化转变温度的求取
在测试中发现，玻璃化转变温度求取时跟个人操作相当有关，同样的一条DSC曲线，选取的起始、终止温度不同时，得到的Tg相差较大，尤其对转变前后基线不是很平行的曲线。
我的问题是：
有没有比较严格的选取尺度，比如前后不能超过多少度？？
对两条基线不平行的曲线，如何较为合理的得到数据？
对样品怎样处理后能够得到更加明显的玻璃化转变？"
玻璃化转变温度的的选取：
一般聚合物的玻璃化转变发生在一定的温度范围内,伴随着一定程度的热焓松弛放热峰。究竟把转变过程的曲线哪一点作为玻璃化温度，不同的人有不同的取法。从道理上讲应取起始点，不过有时很困难；而外推起始点Tei(Onset)（基线与转变曲线弯曲点InflectionPoint处的切线交点）和Tmg(依据1/2 Delta Cp得到)的重现性较好。
对于玻璃化转变温度Tg,ISO和ASTM标准好像对其取舍也不一。标准选择Tei或Tmg作为Tg应该都是可以接受的，但是报告Tg时还是把各个特征温度Tei,Tmg,Tef都报告出来较为客观和妥当些。究竟对于实际应用Tei点更有意义还是Tmg点更有意义，才对我们看待玻璃化转变特征温度的一个重要参考。
至于选取多大的温度区间，使用的经验来看，选取Tmg和Tei受到的影响并不大，但至少前后给出一段较平的基线，使得软件能够外推出与转变前后相一致的基线才好吧。
如果你的热分析玻璃化转变前后基线不理想，可选择消除热历史后的二次扫描曲线分析。当然MDSC也是一个选择。
增大取样量，增大扫描速率（推荐20K/min）都可以获得较高的灵敏度。如果重复性不好，可能要考虑制样的影响，
TA我用的是TA公司的调制DSC，
关于普通DSC大家已介绍很多了
我说说调制DSC吧！
调制DSC是一项非常有用的技术
它是采用正弦式升温，需要设置的参数包括振幅，周期，升温速率
最后结果包括三条曲线，总热流，可逆热流，不可逆热流
总热流与普通DSC的热流曲线差不多
可逆热流对应样品的内部热焓变化，对于高聚物，Tg转变，以及亚稳结晶和类结晶的熔融均属于可逆转变
不可逆热流对应于样品的相变过程，包括结晶相的熔融，重结晶过程等
设置参数时，振幅和升温速率的设置最麻烦
两者须满足在整个升温曲线上不能有退火过程
即：后一个波谷的温度不小于前一个波峰的温度，当然也必须大于前一个波谷的温度
升温速率不得大于5，也不要小于1，太大和太小都不易控制，影响结果
“DSC曲线解析”怎么打不开？
[ Last edited by lovegcsky on 2007-4-10 at 16:09 ]
用ngbwin软件就好了！！