熱重分析(TGA)是指一種熱分析技術(shù)，它在程序設(shè)定的溫度下測量待測樣品的質(zhì)量和溫度之間的關(guān)系，用于研究材料的熱穩(wěn)定性和成分。熱重分析儀是一種通過程序控制溫度來測量物質(zhì)物理性質(zhì)與溫度關(guān)系的儀器。目前已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)等諸多領(lǐng)域。
熱重法的重要特點(diǎn)是定量性強(qiáng)，能準(zhǔn)確測量物質(zhì)的質(zhì)量變化和變化率。可以說，只要物質(zhì)受熱時(shí)重量發(fā)生變化，就可以用來研究其變化過程。
影響熱重分析測定結(jié)果的因素包括儀器因素、實(shí)驗(yàn)條件和參數(shù)的選擇、樣品的影響因素等。
1、儀器的影響
首先是浮力的影響
a)熱平衡在熱區(qū)時(shí)，其組成部分排出的空氣重量在加熱過程中不斷減少，即浮力不斷減小，即樣品的性能不斷提高。
b)當(dāng)熱平衡樣品周圍的大氣受熱變輕時(shí)，會向上上升形成向上的熱氣流，作用于熱平衡，相當(dāng)于失重，稱為對流效應(yīng)。
其次，揮發(fā)和特殊再冷凝的影響
從樣品熱分析中逸出的揮發(fā)物可能會在熱平衡的其他部分再次冷凝，這不僅會污染食物，還會使測得的重量損失較低。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí)，這些冷凝物可能會再次揮發(fā)，產(chǎn)生假失重，這將使熱重曲線變形，使測量不準(zhǔn)確和重復(fù)。為了解決這個問題，可以向熱天平供應(yīng)適量的氣體。
和坩堝的影響
熱分析用坩堝(或樣品杯或樣品皿)的材料應(yīng)對樣品、中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)物和大氣呈惰性，即不應(yīng)具有反應(yīng)活性或催化活性。
2.操作條件的影響
一是升溫速率的影響
這是決定TG的一大因素。升溫速率越大，溫度滯后越嚴(yán)重，開始分解溫度Ti和結(jié)束分解溫度Tf越高。溫度范圍越寬。
熱重法測定一般不要用太高的升溫速率，一般傳熱差的聚合物樣品用5 ~ 10/min，傳熱好的無機(jī)和金屬樣品用10~ 20/min，動力學(xué)分析用較低。
第二個樣品的劑量、粒度和裝載的影響
a)當(dāng)樣品量較大時(shí)，內(nèi)部需要很長時(shí)間才能達(dá)到分解溫度。
b)樣品粒度對TG曲線的影響類似于劑量的影響。粒徑越小，反應(yīng)面積越大，反應(yīng)越容易、越快，TG曲線的Ti和Tf越低，反應(yīng)區(qū)間越窄。
c)樣品裝載首先要求顆粒均勻，必要時(shí)進(jìn)行篩分。
還有就是大氣的影響
熱天平周圍的大氣對TG曲線的影響也非常顯著。
當(dāng)在流動的氣氛中測量熱重時(shí)，流速、氣氛的純度、入口溫度等是否穩(wěn)定對熱重曲線有影響。一般來說，高氣流速度有利于傳熱和逸出氣體擴(kuò)散。降低熱分解溫度。對于真空和高壓熱平衡，大氣壓對TG也有很大影響。
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