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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 无机非金属 » 交流探讨 » [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）
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wugang0378

木虫 (小有名气)

关于Tg的问题讨论

★ ★
luo.henry(金币+2):谢谢参与！
在研究高分子材料的时候，经常要利用DSC来测量Tg值。很多网友反映，Tg测量时误差大，重复性差，曲线形状不好等问题。其实，这是一个很正常的现象，Tg指的是什么呢？Tg反应的是研究对象在加热区间内热容的变化。比如说，某个材料在Tg之前，每吸收X热量，温度升高1度，而Tg之后，每吸收X＋1热量后才能升高1度，因此造成了基线上出现一个转折或平台。而其中的物理本质是什么呢？Tg本质上是和聚合物长链存在状态以及运动所需的能量有关，如果聚合物处在“塑料态”，这时链运动受到较大的限制，材料表现比较硬，脆，具有刚性，热容较小；而当处于“橡胶态”的时候，链可以在较大的空间运动，其吸收的一部分热量被用于链运动的消耗中。

由于分子链的存在状态以及运动状况和材料的热历史等紧密相关，所以材料经历的热历史不同的时候，其Tg表现就不同。另外，有些材料本身“塑料态”和“橡胶态”之间的过渡本身就不是非常明显，所以有时候会看不到Tg或基线不平。

所以，我们在报告Tg的时候，必须报告材料所经历的热历史，以及测试条件。
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61楼2007-05-19 08:53:56
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mulandi

银虫 (正式写手)
好，正要学呢
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62楼2007-05-22 16:57:14
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luo.henry

荣誉版主 (著名写手)

昆仑三圣何足道
引用回帖:
Originally posted by wugang0378 at 2007-5-19 08:53:
在研究高分子材料的时候，经常要利用DSC来测量Tg值。很多网友反映，Tg测量时误差大，重复性差，曲线形状不好等问题。其实，这是一个很正常的现象，Tg指的是什么呢？Tg反应的是研究对象在加热区间内热容的变化。比 ...

嗯，说的很有道理
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莫道书生空议论 头颅掷处血斑斑
63楼2007-05-22 17:14:25
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pzg

luo.henry(金币+0):?说说你自己的体会或者问题可以，不要复制其他人的贴在这里！
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。
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64楼2007-05-24 19:01:37
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