Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
C4.pdf
1. PHÂN TÍCH NHIỆT
TRỊNH VĂN TRUNG 1
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIẸT
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Định nghĩa:
PTN là nhóm phương pháp phân tích nhằm theo dõi các tính
chất của mẫu đo khi mẫu chịu tác động nhiệt theo một chương
trình nhất định và được đặt trong một môi trường nhất định
(ICTAC, 1991)
TRỊNH VĂN TRUNG 3
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
(Liên hiệp hội phân tích nhiệt và nhiệt lượng quốc tế - ICTAC)
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Các kỹ thuật phân tích nhiệt:
P.T. nhiệt quét vi sai
P.T. nhiệt trọng lượng
P.T. nhiệt vi sai
TRỊNH VĂN TRUNG 5
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
P.T. nhiệt quét vi sai
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Một số đường cong đặc trưng của phân tích nhiệt:
TRỊNH VĂN TRUNG 7
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
2. PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Những yếu tố ảnh hưởng đến đường cong nhiệt:
1. Áp suất
2. Kích thước hạt
3. Các tạp chất (độ tinh khiết của mẫu)
4. Khối lượng mẫu → khối lượng thích hợp
5. Tốc độ quét
→
TRỊNH VĂN TRUNG 8
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
6. Tốc độ nung nóng → đều đặn liên tục
7. Độ nén chặt của các mẫu dạng bột → đều
8. Độ nhạy của cảm biến đo nhiệt (can nhiệt)
9. Vị trí đặt đầu đo của can nhiệt → bố trí đối xứng
10. Phân bố nhiệt (hình dạng chén nung)
11. Tính chất (độ trơ) của mẫu chuẩn (mẫu so sánh)
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Chuẩn hóa ký hiệu (ký hiệu thông dụng theo ICTAC):
Quy chuẩn về ký hiệu chữ cái:
T: Nhiệt độ (oC, K)
t: thời gian (s, min, h)
m: Khối lượng (mg, g)
w: Trọng lượng (N)
β : Tốc độ quét (oC/min, K/min)
TRỊNH VĂN TRUNG 17
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
β : Tốc độ quét (oC/min, K/min)
α: Tỷ lệ biến đổi (%)
∆T : Trục tung của DTA
d(∆Q)/dt: Trục tung của DSC (mW)
Quy chuẩn của chỉ số dưới:
Chỉ gồm 01 chữ cái (trừ trường hợp đặc biệt)
S nếu liên qua tới mẫu đo, ví dụ Ts
R nếu liên qua tới mẫu so sánh, ví dụ mR
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Kỹ thuật vi sai và mẫu so sánh
Để giảm sai số và các yếu tố ảnh hưởng trên
Cần dùng các mẫu so sánh:
- cùng nhiệt dung
- chuẩn hóa mẫu
TRỊNH VĂN TRUNG 21
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Định nghĩa:
TGA là phương pháp dựa trên cơ sở xác định khối lượng của
mẫu thay đổi trong quá trình chuyển pha theo thời gian hay To
− Bay hơi, p/ư giải phóng khí → m ↓
− Phản ứng với môi trường khí (ôxi hóa) → m ↑
− Nhiều quá trình → DTG
− Môi trường: khí trơ hoặc khí hoạt hóa
TRỊNH VĂN TRUNG 25
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
− Môi trường: khí trơ hoặc khí hoạt hóa
http://redstarvietnam.com/media/lib/thermalanalysis.pdf
3. PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Cách xác định To bắt đầu và kết thúc chuyển biến:
TRỊNH VĂN TRUNG 28
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
(i) Không phân hủy
(ii) Mất mát khối lượng nhanh:
giả hấp phụ/sấy khô
(iii) Phân hủy một giai đoạn.
(iv) Phân hủy nhiều giai đoạn.
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Phân loại dạng đường cong TGA:
(iv) Phân hủy nhiều giai đoạn.
(v) Phân hủy nhiều giai đoạn
không ổn định.
(vi) Tăng khối lượng.
(vii) Sản phẩm phản ứng bị phân
hủy.
TRỊNH VĂN TRUNG 29
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Ví dụ 1: Quá trình nung nóng CaC2O4.H2O
TRỊNH VĂN TRUNG 30
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Định nghĩa:
DTA là kỹ thuật đo trong đó phát hiện sự chênh lệch nhiệt độ
của mẫu đo và mẫu chuẩn (mẫu so sánh, trong cùng điều kiện)
để xác định các biến đổi bên trong mẫu
TRỊNH VĂN TRUNG 35
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
4. PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Cách x.đ. To bắt đầu (Tđ) và kết thúc (Tc) của hiệu ứng:
TRỊNH VĂN TRUNG 36
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Hiệu ứng nhiệt chồng chập:
TRỊNH VĂN TRUNG 37
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Ví dụ 1: phân tích chuyển pha
TRỊNH VĂN TRUNG 38
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Ví dụ 2:
TRỊNH VĂN TRUNG 39
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
5. PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Định nghĩa:
Là kỹ thuật phân tích nhiệt cho phép xác định các tính
chất chuyển pha nhiệt của mẫu thông qua việc đo dòng
nhiệt tỏa ra (hoặc thu vào) từ một mẫu được đốt nóng
trong dòng nhiệt với nhiệt độ quét trong các tốc độ khác
nhau.
TRỊNH VĂN TRUNG 41
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Một số đường cong điển hình của kỹ thuật DSC:
TRỊNH VĂN TRUNG 42
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Giản đồ DSC điển hình của vật liệu polyme:
Phân hủy,
hóa hơi
TRỊNH VĂN TRUNG 43
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
Chuyển
thủy tinh
Tinh thể hóa
Nóng chảy
Lưu hóa
PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Ví dụ 1: Chuyển biến thủy tinh hóa của một số polyme
TRỊNH VĂN TRUNG 44
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT
6. PHÂN TÍCH NHIỆT TGA DTA DSC
Ví dụ 2: Nhiệt độ nóng chảy của một số polyme
TRỊNH VĂN TRUNG 45
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH NHIỆT