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DSC差示扫描量热分析仪应用

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2024/2/23 14:03:34

差示扫描量热分析仪DSC的应用:

(一)测定海水中的几种微塑料

不同种类的塑料热稳定性有所区别,体现为DSC 热特性曲线上的不同的特征峰,而特征峰的面积与测试样品的质量有关,因此可通过 DSC来验证塑料材料的热特性,继而测定出样品中某种塑料的质量。

微塑料通常是指粒径在 5 mm 以下的塑料颗粒,广泛存在于海洋、河流、湖泊、土壤、沉积物等环境介质中。由于其尺寸小、难降解,微塑料被生物摄食后,会通过生物累积和食物链生物放大效应对生态系统甚至人类健康造成危害。目前,虽然对环境中微塑料的分离提取有多种方法,但是这些方法需要对微塑料颗粒逐一分析,过程耗时费力,并且无法得到微塑料的质量浓度。因此,利用DSC多种塑料混合物测定的补充、快速分析很有必要。

DSC可定性确认微塑料的种类:因为不同的热特征峰对应着不同的聚合物特征基团,因此可基于不同种塑料DSC曲线及热特征峰值的图像进行微塑料的确认表征。

DSC可定量确认不同种类微塑料中所含某种材料的含量:DSC 热特征峰积分面积与受试样品质量成正比,分别取 PEPP进行测试,分别取不同质量的PEPP,利用仪器自带软件Netzsch Proteus Thermal Analysis Software对峰面积进行积分,以质量为横坐标、DSC 峰面积为纵坐标绘制标准曲线和方程。

DSC 提供了一种很好的选择来定性鉴别微塑料种类,同时能够对多种微塑料混合物定量测定PEPP,结果显示为质量浓度,而无需费时费力的目检法进行识别计数,提高检测效率。但是,该种方法仍有一定的缺陷,由于存在重叠峰,在研究的几种微塑料中,只有 PE PP 能够有清晰的峰,对于其他种类的塑料无法进行定量计算。

(二)DSC技术可以对甲基丙烯酰胺接枝蚕丝的接枝率进行定量检测

通过改变不同实验条件从而得到不同接枝率的蚕丝后,利用DSC技术对接枝后的蚕丝进行测量,最后在 DSC曲线中出现新的吸热峰,新峰面积随着接枝率的增加而增加,其峰位也逐渐向高温向移动,而位于317 ~327 ℃内蚕丝本身固有结构的吸热峰面积呈现减小趋势,表明新吸热峰面积与蚕丝接枝率之间存在一定关系。

DSC曲线原理可知,流到样品的热流量对时间的积分等于转化的热焓(ΔH/J),对温度表示的DSC曲线也总是对时间的积分,积分得到的结果即为DSC曲线与基线之间的面积,考虑测试样品的质量,即可得到单位热焓值,其与相关吸热峰面积对应。

DSC也有许多其他的用途,比如利用DSC可以对合金热处理工艺进行分析;利用DSC法分析交通事故中保险杠塑料残片;利用DSC可以快速测试聚乙烯密度等等。

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