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DSC差示掃描量熱分析儀應用

更新時間:2024-02-23      點擊次數:732

差示掃描量熱分析儀DSC的應用:

(一)測定海水中的幾種微塑料

不同種類的塑料熱穩定性有所區別,體現為DSC 熱特性曲線上的不同的特征峰,而特征峰的面積與測試樣品的質量有關,因此可通過 DSC來驗證塑料材料的熱特性,繼而測定出樣品中某種塑料的質量。

微塑料通常是指粒徑在 5 mm 以下的塑料顆粒,廣泛存在于海洋、河流、湖泊、土壤、沉積物等環境介質中。由于其尺寸小、難降解,微塑料被生物攝食后,會通過生物累積和食物鏈生物放大效應對生態系統甚至人類健康造成危害。目前,雖然對環境中微塑料的分離提取有多種方法,但是這些方法需要對微塑料顆粒逐一分析,過程耗時費力,并且無法得到微塑料的質量濃度。因此,利用DSC多種塑料混合物測定的補充、快速分析很有必要。

DSC可定性確認微塑料的種類:因為不同的熱特征峰對應著不同的聚合物特征基團,因此可基于不同種塑料DSC曲線及熱特征峰值的圖像進行微塑料的確認表征。

DSC可定量確認不同種類微塑料中所含某種材料的含量:DSC 熱特征峰積分面積與受試樣品質量成正比,分別取 PEPP進行測試,分別取不同質量的PEPP,利用儀器自帶軟件Netzsch Proteus Thermal Analysis Software對峰面積進行積分,以質量為橫坐標、DSC 峰面積為縱坐標繪制標準曲線和方程。

DSC 提供了一種很好的選擇來定性鑒別微塑料種類,同時能夠對多種微塑料混合物定量測定PEPP,結果顯示為質量濃度,而無需費時費力的目檢法進行識別計數,提高檢測效率。但是,該種方法仍有一定的缺陷,由于存在重疊峰,在研究的幾種微塑料中,只有 PE PP 能夠有清晰的峰,對于其他種類的塑料無法進行定量計算。

(二)DSC技術可以對甲基丙烯酰胺接枝蠶絲的接枝率進行定量檢測

通過改變不同實驗條件從而得到不同接枝率的蠶絲后,利用DSC技術對接枝后的蠶絲進行測量,最后在 DSC曲線中出現新的吸熱峰,新峰面積隨著接枝率的增加而增加,其峰位也逐漸向高溫向移動,而位于317 ~327 ℃內蠶絲本身固有結構的吸熱峰面積呈現減小趨勢,表明新吸熱峰面積與蠶絲接枝率之間存在一定關系。

DSC曲線原理可知,流到樣品的熱流量對時間的積分等于轉化的熱焓(ΔH/J),對溫度表示的DSC曲線也總是對時間的積分,積分得到的結果即為DSC曲線與基線之間的面積,考慮測試樣品的質量,即可得到單位熱焓值,其與相關吸熱峰面積對應。

DSC也有許多其他的用途,比如利用DSC可以對合金熱處理工藝進行分析;利用DSC法分析交通事故中保險杠塑料殘片;利用DSC可以快速測試聚乙烯密度等等。

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