浅析差示扫描量热法测定材料的比热容

介绍了差示扫描量热仪的原理和用途。从介绍差示扫描量热仪测定时记录的谱图(DSC曲线)入手,对物质比热容的测定进行了简要阐述。     

调制初乳清粉的状态图研究

以差示扫描量热仪作为热分析手段,测量调制初乳清的冻结曲线、最大冻结浓缩条件和玻璃化转变线,并使用Chen、Gordon Taylor模型对冻结曲线和玻璃化转变线进行非线性拟合,从而得到简化的调制初乳清粉的状态图,并对状态图进行贮藏条件分析. 结果表明：Chen、Gordon Taylor模型能较好地拟合调制初乳清的冻结曲线和玻璃化转变线,调制初乳清的最大冻结浓缩融化温度和玻璃化转变温度分别为23724 K和22624 K. 状态图对选择合理的调制初乳清的脱水干燥工艺和调制初乳清粉的贮藏条件有重要的指导作用.     

差示扫描量热仪在物质平衡熔点测试中的应用

介绍了差示扫描量热仪的原理、用途,阐述了平衡熔点的原理和应用实例,对DSC测试物质平衡熔点进行了例证。     

中子辐照对晶体硼比热容影响的实验研究

在中国原子能科学研究院的微型堆上对高纯度晶体硼粉末样品进行了不同时间(16、24、32、40、48、56、64 h)的辐照,然后用调制差示扫描量热法(MDSC)分别测量了不同中子辐照注量样品的比热容.结果表明,100℃～380℃温度范围内的平均比热容随中子辐照注量线性增大,决定系数为0.9896.最后对实验结果从理论上进行了分析.     

基于热力学相平衡模型的多组分燃料低温特性研究

该文采用差示扫描量热仪对比研究了棕榈油生物柴油(palm methyl ester,PME)-柴油二元燃料和PME-乙醇-柴油三元燃料的结晶和熔融特性,并基于热力学相平衡理论构建模型计算多元燃料的析晶点.结果 表明,在正十二烷(C12)中加入PME和乙醇可以显著提高析晶点,其中三元燃料的析晶点明显低于二元燃料.这是因为...     

木糖醇玻璃焓松弛动力学的现象学研究

为了比较3种基于Adam-Gibbs(AG)理论的焓松弛现象学模型的预测力,文章利用差示扫描量热仪(DSC)分析木糖醇玻璃体系的焓松弛行为,在10 K/min的升温速率下测定经历不同降温速率(0.5～20K/min)的木糖醇在玻璃化转变温度(Tg)前后的比定压热容(cp),并运用Adam-Gibbs-Vogel(AGV)、Gmez Ribelles(GR)和Hutchinson(H)3种现象学模型对实验数据进行曲线拟合。结果表明,3种模型均能很好地重现经历不同降温速率木糖醇玻璃体系实验升温cp曲线,但模型预测的Adam-Gibbs温度(T2)普遍小于由其他实验方法分析(如Williams-Landel-Ferry(WLF)方程分析、介电松弛法等)得到的T2值,H模型对实验数据的预测力强于AGV和GR模型。     

采用WAXD、DSC技术研究山羊绒、羊毛纤维的结晶结构

我国山羊绒纤维的产量、质量均居世界首位,对其微细结构进行深入研究具有重要的理论及实践意义。采用X-射线衍射仪、差示扫描量热仪两种近代测试仪器,较深入地比较研究了山羊绒、羊毛纤维结晶结构的异同。研究结果表明,山羊绒纤维结晶度、α-结晶度高于羊毛纤维,大分子排列规整性好;羊毛纤维的结晶度、α-结晶度分别为山羊绒纤维的81.2％及75.8％。山羊绒、羊毛纤维DSC曲线均表现出α-结晶的双熔融峰,其熔融温度没有明显差异。     

氯化钾对尼龙66的聚集态结构的影响

采用差示扫描量热仪(DSC)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)方法研究KCl对尼龙66聚集态结构的影响。研究结果表明加入KCl能够明显地改变尼龙66的聚集态结构。红外光谱结果证实钾离子能够插入尼龙66分子链,与尼龙66分子链上的羰基发生配位作用,破坏尼龙66的氢键,降低了尼龙66分子链的规整性,使尼龙66的聚集态结构发生改变。尼龙66与KCl之间的这种相互作用可能为发展一种尼龙加工制造新方法提供新的机会。     

非等温法研究EOCN/DDS体系的固化反应动力学

针对邻甲酚醛环氧树脂(EOCN)与固化剂二氨基二苯砜(DDS)的固化过程,采用差示扫描量热仪(DSC)测试了4组线性升温数据,利用Kissinger和Crane两种动力学方法建立了EOCN/DDS固化体系的n级动力学方程;利用Vyazovkin方法建立了非模型动力学,得到了固化反应的活化能,并预测了该体系不同温度下转化率(α)与时间(t)的关系曲线。对比分析了非模型动力学与n级模型动力学在预测EOCN/DDS固化体系固化行为的特点。结果表明,非模型动力学能够避免模型及模型参数选择不当造成的误差,准确预测环氧树脂的固化行为,为该体系固化条件的选择提供了理论指导。     

测定冷冻过程中细胞体积变化的DSC方法

给出了一种利用差示扫描量热仪(DSC)间接测定在冷冻过程中细胞体积变化的理论模型,并且以此为基础设计了一套实验方案. 为了验证这一方法的正确性,分别使用差示扫描量热仪和颗粒粒度及计数分析仪(EPC)两种方法测定了平衡冷冻过程中人红细胞(RBC)的体积变化,两者结果相符. 将压积比已知的等渗细胞悬浮液(0.9% NaCl 溶液 人红细胞)从-0.53℃分别降温至 -1, -1.53, -2.53, -3.53, -4.53, -5.53, -7.53, -9.53℃,使用DSC测定该平衡冷冻过程中所释放的热量. 平衡降温至-1, -1.53, -2.53, -3.53, -4.53, -5.53, -7.53, -9.53℃温度下细胞的无量纲化体积由理论模型相应的方程计算得出. 使用新型EPC测定了人RBC在不同质量渗摩尔浓度下的 NaCl 溶液中的体积. 假定温度对细胞平衡体积的影响相对渗透压而言可以忽略, 则通过NaCl-H2O二元溶液的相图可以获得不同温度下NaCl溶液的质量渗摩尔浓度(通过质量百分比浓度换算得到). 进而,使用DSC方法得到的平衡降温过程中RBC的体积变化可以与使用EPC方法的测量结果相互验证.     

聚丁二酸丁二醇酯的多重熔融行为

采用差示扫描量热仪（DSC）与广角x射线衍射仪（WAXD）研究了等温结晶条件下聚丁二酸丁二醇酯（PBS）样品的多重熔融行为,并对不同熔融峰的起源进行了详细讨论．典型的DSC曲线显示,PBS最多可以呈现4个熔融峰．结果表明：在不同等温结晶奢件下所获得的PBS样品晶型均未发生变化,始终保持为PBS的“晶,因此,熔融一再结晶模型可以用来解释PBS的多重熔融现象．峰1、峰2和峰4分别来自于次级晶片、一级晶片以及最稳定晶片的熔融,而峰3则对应着由峰2熔融再结晶所形成的晶片,该晶片与峰4所对应的晶片在形成时存在着动力学上的竞争关系．     

含磷超支化聚酰胺的合成与表征

以三苯基氧化膦为原料,通过硝化反应、还原反应,合成B3型单体三（3一氨基苯基）氧化膦（TAPPO）．以己二酸为A2单体,利用A2＋B3溶液聚合的方法,制备具有超支化结构的聚酰胺．研究反应条件对聚合物特性黏度的影响;利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振谱（NMR）对含磷超支化聚酰胺进行结构表征;利用差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）测定超支化聚酰胺的热性能．     

α-环糊精与聚己二酸乙二醇酯包合物的制备与表征

在剧烈搅拌下,将饱和的α-环糊精（α-CD）水溶液滴加到60℃的聚己二酸乙二醇酯（PEA）溶液中,制备了两者的包合物（PEAIC）。利用红外光谱（FTIR）、广角X线衍射分析（WAXS）、差示扫描量热分析（DSC）和热重分析（TGA）分别对包合物的结构和性能进行了表征和测试。研究结果表明,PEA可以和α-CD发生非共价键作用,形成隧道状晶体结构;在α-CD的包裹下,PEAIC的结晶和熔融行为几乎消失;与纯PEA相比,PEAIC的热失重温度提高了68℃。     

二茂铁基超支化聚（胺一酯）的热性能研究

用二茂铁甲酸对第1～4代超支化聚（胺一酯）（G1-HAPE-G4-HPAE）进行端基改性,合成第1～4代二茂铁基超支化聚（胺一酯）（G1-HPAE-Fc～G4-HPAE_Fc）．通过紫外一可见分光光度计（Uv_Vis）、热重（TG）、微分热重法（DTG）、差示量热扫描法（DSC）、红外光谱（FT-IR）和元素分析对HPAE-Fc的接枝率、热分解行为和热分解产物的结构进行研究．结果表明：HPAE-Fc比HPAE具有更好的热稳定性,二茂铁基团的引入能显著提高热稳定性．G3-HPAE-Fc的热分解行为分为3个热失重阶段,190℃时开始分解,温度上升到240和360℃,重量损失率分别上升到19％和58．5％,500~600℃时开始停止失重,最终重量损失率为75．8％,剩余物为碳和铁元素．热分解机理较复杂,其过程可能伴随着一些连续反应的发生,包括酯基等弱键的断裂、中间产物的形成和二茂铁基团的热分解等．     

Al-Salen配合物催化聚己内酯与聚乙二醇共聚物合成与性能分析

以聚乙二醇为引发剂,以Al-Salen为催化剂,催化己内酯的开环聚合,研究了时间、温度及单体与引发剂的比例对产率和分子量的影响。采用红外、GPC和DSC等手段对聚合物结构和热性能进行分析。实验结果表明：要得到分子量较高的三嵌段共聚物,最佳聚合条件为：聚合时间17h,聚合温度180℃,单体与引发剂的质量比为20：1;要得到较高产率的三嵌段聚合物,最佳聚合条件为：聚合时间14h,聚合温度140℃,单体与引发剂的质量比为24：1。     

差热分析中坩埚对实验结果的影响

通常涉及热分析的文献中都会表明实验条件,本文通过对多种样品的测试发现除了要重视实验条件外,还应重视坩埚对DSC-TG曲线的影响.     

聚乙烯醇对聚丙烯等温结晶行为的影响

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了聚乙烯醇(PEG)的加入对聚丙烯(PP)结晶速度的影响,并用Avrami方程分析了聚丙烯在PP/PEG共混物中的结晶动力学。结果表明,当PEG的含量较低时能增加PP的结晶速度,PEG的含量增加,PP的结晶速度有降低的趋势。等温结晶动力学参数表明,PEG的加入对PP起着异相成核作用,但同时又有溶剂化的作用,使其对PP的结晶速度的影响比较复杂。PEG加入使共混物对结晶温度的敏感性降低。     

实现轮廓提取的快速曲线演化方法

提出了基于曲线演化一般方程的轮廓提取方法．构造了合适的曲线演化法向分量,使曲线能快速演化到对象轮廓边界即停止演化;曲线演化偏微分方程数值实现采用迎风差分方案．试验结果表明该方法不但提取效果好,而且算法结构简单,数值迭代收敛快．     

基于微分进化算法的电力系统最优潮流

将微分进化算法（Differential Evolution,DE）应用到电力系统最优潮流（Optimal Power Flow,OPF）问题中,以系统总发电成本为目标函数,除平衡节点外发电机节点有功功率、发电机节点电压幅值和可调变压器变比作为控制变量,建立了DE-OPF的数学模型．基于增广拉格朗日函数法,将状态变量约束考虑入优化的目标函数中．以IEEE30节点测试系统进行了测试,仿真结果表明,与两种遗传算法和一种改进的粒子群算法：传统遗传算法（canonical genetic algorithm,CGA）、自适应遗传算法（adapive genetic algorithm,AGA）和全面学习粒子群算法（CLPSO）相比,DE算法具有较好的全局寻优能力和较快的收敛速度,能有效地解决最优潮流问题．     

聚丁二酸丁二醇酯合成工艺及性能表征

以丁二酸和丁二醇为原料,采用熔融缩聚法合成聚丁二酸丁二醇酯（PBS）,并对PBS的合成工艺进行研究．实验结果表明,当醇酸物质的量比为1．10,选择氯化亚锡（SnCl2）和对甲苯磺酸为催化剂,酯化温度在170℃,缩聚温度在230℃时,产物的特性黏度较高,副反应较少．通过红外光谱（FTIR）分析,产物为预期的PBS．运用差示扫描量热仪（DSC）及力学性能分析可得,随着聚酯特性黏度的增大,其熔融焓、结晶温度和结晶度都下降,拉伸强度和断裂伸长率都增大．