主题:【已应助】DSC测PET的结晶度及玻璃化转变温度

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Insm_6a704141
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本人新手,不是做高分子的,近期用到PET作为实验原料,所以想用DSC表征一下PET切片(2mm*3mm小颗粒)的结晶度及玻璃化转变温度。看了一些资料,在此想和大家请教一些问题。
用耐驰的TGA-DSC联用设备跑了一遍,没做出来。
实验过程:1个颗粒直接放进坩埚盖上盖作为实验样品,重17 mg左右;氮气气氛,室温  10℃/min→300℃  5min→ 5℃/min  40℃  5min →10℃/min  300℃,出的图如下所示。
后来看了一下在消除热历史降温的时候有文献用的骤冷,可是这个联用设备达不到,如果用普通程序降温会有影响么?
我的样品直接放进干锅一个小颗粒没做其他处理会影响么?
我以10℃/min的升温速率可以同时测出玻璃化转变温度和结晶度么?(文献说测玻璃化转变温度的升温速率20℃/min)
最佳答案:KK-yiqi回复于2018/07/17
考虑到实验开始时的波动影响,一般比Tg低20-30度比较好,具体看Tg的台阶是否完整,不完整的温度再降低一点。
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KK-yiqi
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建议找台DSC测,否则你的数据自己看看还行,没法与别人的数据比较。
如果是看树脂的原始结晶度,直接升温测就行了。
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原文由 KK-yiqi(zhengkang) 发表:
建议找台DSC测,否则你的数据自己看看还行,没法与别人的数据比较。
如果是看树脂的原始结晶度,直接升温测就行了。


首先,谢谢你的回复!
作为一个新的不能再新的手,还是想在自己看了一些资料的基础上弄清楚点,问题可能不专业,见谅!
我是做降解塑料的,不是做高分子的,因为结晶度对降解的难易有影响,所以我能解决以下疑问就好~
1. 消除热历史(我知道消除热历史是为了让其内部变的无序,方便样品间的比较)前后测得的玻璃化转变温度和结晶度有什么区别?如果我想对3种样品的玻璃化转变温度和结晶度作对比,是否应该消除热历史,取二次升温的数据。你所说的原始结晶度的话,我的三种PET样品的原始结晶度有可比性么?

2.样品的质量(每种设备是不是都有自己适宜的测试样品量)和形态(颗粒、粉末)是否对得出来的结果有影响?之前给我测试的人直接拿了一个颗粒放进坩埚,我也不知道盖子扎眼没有(扎眼也会有影响麽?)
3.在消除热历史的降温过程骤冷是必要的么?还是我以5或10℃/min进行降温也可以?(联用的设备没有办法骤冷)
4.在计算结晶度的时候,分子的焓值到底是用熔融吸热峰面积还是用熔融峰面积减去冷结晶峰面积?
5.我如果这样设定程序不知可以不可以:1个PET颗粒 (约17mg),氮气 , 室温 ,10℃/min→300℃ ,5min → (降温速率??),40 ℃ (是否需要再低一些,如何确定该温度),5min→10℃/min,300℃
谢谢!!!!
KK-yiqi
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问题一:1. 消除热历史(我知道消除热历史是为了让其内部变的无序,方便样品间的比较)前后测得的玻璃化转变温度和结晶度有什么区别?如果我想对3种样品的玻璃化转变温度和结晶度作对比,是否应该消除热历史,取二次升温的数据。你所说的原始结晶度的话,我的三种PET样品的原始结晶度有可比性么?
答:你如果是想对三种样品本征的玻璃化转变和结晶性能作对比评估,消除热历史并采用相同的冷却条件使得它们的结晶条件一致,这样取第二次升温的数据才具有可比性。
PET结晶程度的大小对于降解有一定的影响,但分子量的大小影响更大。
KK-yiqi
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问题二:样品的质量(每种设备是不是都有自己适宜的测试样品量)和形态(颗粒、粉末)是否对得出来的结果有影响?之前给我测试的人直接拿了一个颗粒放进坩埚,我也不知道盖子扎眼没有(扎眼也会有影响麽?)

答:样品质量和形态对测试结果当然有影响,DSC要求样品与样品皿底部接触良好,以利于导热,PET样品导热不会太好,样品量太多,熔融峰会比样品量少的向高温移。热重分析样品颗粒大小影响向样品粒子内部传热的快慢,分解物释放速度会有差异,所以TG样以切碎的粒子碎片为宜,样品的颗粒大小不要差别太大。
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原文由 KK-yiqi(zhengkang) 发表:
问题二:样品的质量(每种设备是不是都有自己适宜的测试样品量)和形态(颗粒、粉末)是否对得出来的结果有影响?之前给我测试的人直接拿了一个颗粒放进坩埚,我也不知道盖子扎眼没有(扎眼也会有影响麽?)

答:样品质量和形态对测试结果当然有影响,DSC要求样品与样品皿底部接触良好,以利于导热,PET样品导热不会太好,样品量太多,熔融峰会比样品量少的向高温移。热重分析样品颗粒大小影响向样品粒子内部传热的快慢,分解物释放速度会有差异,所以TG样以切碎的粒子碎片为宜,样品的颗粒大小不要差别太大。
DSC  TG  一样嘛?样品用粉碎机打碎可以吗?我看资料说研磨会破坏晶体结构,那粉碎机打碎会不会影响结构从而影响测试结果?
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原文由 Insm_6a704141(Insm_6a704141) 发表:
DSC  TG  一样嘛?样品用粉碎机打碎可以吗?我看资料说研磨会破坏晶体结构,那粉碎机打碎会不会影响结构从而影响测试结果?
粒子直接用美工刀切成薄片,或者都热压成薄片后剪取。
KK-yiqi
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原文由 Insm_6a704141(Insm_6a704141) 发表:
DSC  TG  一样嘛?样品用粉碎机打碎可以吗?我看资料说研磨会破坏晶体结构,那粉碎机打碎会不会影响结构从而影响测试结果?
由于你这是同步热分析,用同一种制样形态的样品,自己作相互比较是可以的,因为偏差是一致的。
KK-yiqi
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问题三:在消除热历史的降温过程骤冷是必要的么?还是我以5或10℃/min进行降温也可以?(联用的设备没有办法骤冷)
答:消除热历史后的降温速率快慢要看你的需求,对于PET来说,骤冷结晶小,慢速降温,结晶相对完善,结晶度高。
KK-yiqi
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问题四:在计算结晶度的时候,分子的焓值到底是用熔融吸热峰面积还是用熔融峰面积减去冷结晶峰面积?
答:计算结晶度,多数用熔融峰的焓值除以文献报道的PET100%结晶熔融焓,这时候,测试条件要尽量与文献报道的一致,以避免测试条件引入误差。高分子分子链很长,很难做到100%结晶,参考别人文献报道的数据容易得到自己想要的。
KK-yiqi
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问题五:我如果这样设定程序不知可以不可以:1个PET颗粒 (约17mg),氮气 , 室温 ,10℃/min→300℃ ,5min → (降温速率??),40 ℃ (是否需要再低一些,如何确定该温度),5min→10℃/min,300℃

答:以你的仪器,能降到40度很不错了,估计你看它的玻璃化转变有点问题,非晶PET的玻璃化转变在50度左右,结晶度高了,非晶的量减少,不知仪器还能否测出玻璃化转变来。颗粒尽可能与坩埚底良好接触。