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DSC終熔點(diǎn)測試實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告
閱讀：4649 發(fā)布時(shí)間：2022-8-3的客戶問，為什么我們測試的熔點(diǎn)不穩(wěn)定？忽大忽小，誤差很大。那么客戶測試的“熔點(diǎn)"，指的是測試的初熔點(diǎn)還是終熔點(diǎn)呢？
DSC測熔點(diǎn)中，基線剛開始下降時(shí)是初熔點(diǎn)，基線下降的值是通常定義的熔點(diǎn)；有些物體的熔化是一個(gè)過程，包括初熔點(diǎn)、融程和終熔點(diǎn)。
特征溫度如下圖所示[1]：
① 外推起始溫度Tei ℃，即“初熔點(diǎn)":
外推基線與對應(yīng)于轉(zhuǎn)變開始的曲線最大斜處所作切線的交點(diǎn)所對應(yīng)的溫度。
② 峰溫度Tp ℃，即“終熔點(diǎn)":
峰達(dá)到的最大值（或最小值）所對應(yīng)的溫度。
③ 外推終止溫度Tef ℃:
外推基線與對應(yīng)于轉(zhuǎn)變結(jié)束的曲線最大斜處所作切線的交點(diǎn)所對應(yīng)的溫度。
其中終熔點(diǎn)，我們認(rèn)為是樣品剛剛好*融化。
目前，我們測試初熔點(diǎn)Tei數(shù)據(jù)穩(wěn)定，但是終熔點(diǎn)Tp受實(shí)驗(yàn)樣品量、升溫速率影響，數(shù)據(jù)有差異。我們使用華東理工大學(xué)提供的樣品：9號蠟，做本次實(shí)驗(yàn)，控制單一變量（實(shí)驗(yàn)樣品量、升溫速率）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
以1.71mg為基礎(chǔ)重量，記為1x，3.45mg為2x，即2倍基礎(chǔ)重量，6.98mg為4x，8.5mg為5x，14.19mg為8x，17.08mg為10x；升溫速率分為0.5℃/min、1℃/min、2℃/min（本次實(shí)驗(yàn)使用較為低的升溫速率，平時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)，常用的升溫速率為5℃/min或10℃/min或20℃/min）；
表一：在不同重量、不同升溫速率下，樣品的終熔點(diǎn)對比：
重量mg | 倍數(shù) | 升溫速率℃/min | 終熔點(diǎn)溫度℃ |
1.71 | 1x | 0.5 | 71.7 |
1 | 72.4 | ||
2 | 72.78 | ||
3.45 | 2x | 0.5 | 72.1 |
1 | 72.59 | ||
2 | 73.5 | ||
6.98 | 4x | 0.5 | 73.5 |
1 | 74.2 | ||
8.5 | 5x | 1 | 74.4 |
2 | 74.8 | ||
14.19 | 8x | 1 | 75.4 |
17.08 | 10x | 0.5 | 74.19 |
1 | 75.89 | ||
2 | 76.49 |
表二：在1℃/min升溫速率下，不同重量樣品的終熔點(diǎn)對比：
重量mg | 倍數(shù) | 升溫速率℃/min | 終熔點(diǎn)溫度℃ |
1.71 | 1x | 1 | 72.4 |
3.45 | 2x | 1 | 72.59 |
6.98 | 4x | 1 | 74.2 |
8.5 | 5x | 1 | 74.4 |
14.19 | 8x | 1 | 75.4 |
17.08 | 10x | 1 | 75.89 |
由上面兩個(gè)表格可見，終熔點(diǎn)溫度與升溫速率、實(shí)驗(yàn)樣品量成正相關(guān)關(guān)系，即隨著升溫速率或?qū)嶒?yàn)樣品量增加，終熔點(diǎn)也會(huì)隨之的變大，因?yàn)闋t體溫度不是恒定不變的，一直以一定的升溫速率增加，樣品融化總是需要一定的時(shí)間，在融化的過程中，爐體溫度一直在增加。
目前，我們使用的升溫速率比較低，如果按照正常實(shí)驗(yàn)的升溫速率（5-20℃/min，數(shù)據(jù)將偏差的比較大）
為更加明顯的觀察以上表格內(nèi)的數(shù)據(jù)，我們將實(shí)驗(yàn)曲線綜合處理，如下圖所示：
注：為了更加明顯的觀察曲線終熔點(diǎn)的區(qū)別，我們將熔點(diǎn)峰放大到全屏展示，因此數(shù)據(jù)曲線將顯示出微觀的波動(dòng)，相對其他數(shù)據(jù)報(bào)告的曲線會(huì)波動(dòng)比較大，正常坐標(biāo)范圍室，基線是很平穩(wěn)的。
圖2：在0.5℃/min升溫速率下不同重量樣品的終熔點(diǎn)對比圖
圖3：在1℃/min升溫速率下不同重量樣品的終熔點(diǎn)對比圖
圖4：在2℃/min升溫速率下不同重量樣品的終熔點(diǎn)對比圖
圖5：1.71mg樣品，在不同升溫速率下的終熔點(diǎn)對比圖
圖6：3.45mg樣品，在不同升溫速率下的終熔點(diǎn)對比圖
圖7：17.08mg樣品，在不同升溫速率下的終熔點(diǎn)對比圖
由上述6張曲線圖的直觀展示，初熔點(diǎn)相對比較穩(wěn)定，終熔點(diǎn)隨著升溫速率的變化、試驗(yàn)樣品量的變化而變化，因此，我們設(shè)備在使用標(biāo)準(zhǔn)樣品校正的時(shí)候，通常情況下，使用該標(biāo)準(zhǔn)樣品的初熔點(diǎn)位置為標(biāo)準(zhǔn)熔點(diǎn)數(shù)據(jù)。
因此，如果您需要與其他單位做數(shù)據(jù)對比，要提前溝通好，對比的是初熔點(diǎn)還是終熔點(diǎn)？升溫速率是多少？實(shí)驗(yàn)樣品量是多少？不然，極大可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)對不上，但是設(shè)備標(biāo)定正確的事情，造成不必要的誤會(huì)。
如對上文數(shù)據(jù)和觀點(diǎn)有何異議，歡迎與我們聯(lián)系，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比與探討，我們期待著各位科研人員的指正。