本文介紹了使用南京匯誠儀器的差示掃描量熱儀(DSC)在不同溫升速度下對玻璃化轉變溫度影響的DSC測試

關鍵詞：DSC 差示掃描量熱儀 不同溫升速度 玻璃化轉變溫度
玻璃化轉變溫度（Glass Transition Temperature, Tg）是高分子材料最重要的特征參數之一，它描述了非晶態或半結晶聚合物中非晶區從玻璃態（硬脆）向高彈態（橡膠態）轉變的臨界溫度。是一個分子鏈段運動解凍的動力學過程：

推薦儀器 南京匯誠儀器DSC600S 差示掃描量熱儀

圖 1 DSC600S 表 1儀器參數

1實驗細節
實驗設置條件：
1.室溫下以10℃/min升溫到110℃后，50~100 ml/min的氮氣氣氛。
2.室溫下以20℃/min升溫到110℃后，50~100 ml/min的氮氣氣氛。
3.室溫下以30℃/min升溫到110℃后，50~100 ml/min的氮氣氣氛。
樣品取10到20mg，樣品表面盡量光滑，且與坩堝底部接觸良好。
2實驗結果

圖 2 樣品3次測試曲線

通過本次實驗得出下列結果

表 2 實驗結果

在差示掃描量熱儀 (DSC) 測試中，不同的升溫速率對測得的玻璃化轉變溫度 (Tg) 有顯著影響。一般來說：升溫速率增加，測得的 Tg 值升高。升溫速率降低，測得的 Tg 值降低。

原因：
玻璃化轉變是一個動力學過程，而不是一個在嚴格熱力學平衡下發生的熱力學相變。這意味著分子鏈段獲得足夠活動性以響應溫度變化（即發生玻璃化轉變）所需的時間，與實驗的時間尺度（在這里由升溫速率控制）密切相關。
高升溫速率：溫度升高很快，分子鏈段沒有足夠的時間進行重排以適應新的溫度。它們需要更高的溫度才能獲得足夠的活動性，從而在 DSC 曲線上表現出熱容的突變（即 Tg 發生）。因此，測得的 Tg 偏高。
低升溫速率：溫度升高緩慢，分子鏈段有更充分的時間在較低的溫度下進行重排和運動。因此，熱容突變發生在較低的溫度，測得的 Tg 偏低。

3結論：
DSC 測得的玻璃化轉變溫度Tg 不是一個固定不變的熱力學常數，而是一個依賴于測量動力學條件（主要是升溫速率）的值。理解升溫速率對 Tg 值的影響，對于正確解釋 DSC 數據、選擇合適的測試條件以及進行有意義的比較至關重要。在報告、對別和使用 Tg 數據時，必須明確指出其所對應的升溫速率。

如需獲取更多關于差式掃描量熱儀DSC的詳細信息或進行數據測試，可在后臺留言私信。

審核編輯 黃宇