物质热稳定性的热分析试验方法.docx

物质热稳定性的热分析试验方法1 主题内容与适用范围 本标准规定了用差热分析仪和（或）差示扫描量热计评价物质热稳定性的热 分析方法所用的试样和参比物、试验步骤和安全事项等一般要求本标准适用于在惰性或反应性气氛中、在一50〜1000°C的温度范围内有焓变 的固体、液体和浆状物质热稳定性的评价2 术语2.1 物质热稳定性 在规定的环境下，物质受热（氧化）分解而引起的放热或着火的敏感程度2.2 焓变 物质在受热情况下发生吸热或放热的任何变化2.3 焓变温度 物质焓变过程中的温度3 方法原理 本方法是用差热分析仪或差示扫描量热计测量物质的焓变温度（包括起始温 度、外推起始温度和峰温）并以此来评价物质的热稳定性4 仪器和材料4.1 仪器差热分析仪（DTA）或差示扫描量热计（DSC）:程序升温速率在2〜30C/min 范围内，控温精度为±2C,温差或功率差的大小在记录仪上能达到40%〜95% 的满刻度偏离4.2 样品容器 坩埚:铝坩埚、铜坩埚、铂坩埚、石墨坩埚等，应不与试样和参比物起反应4.3 气源 空气、氮气等，纯度应达到工业用气体纯度4.4 冷却装置冷却装置的冷却温度应能达到一50C4.5 参比物 在试验温度范围内不发生焓变。

典型的参比物有煅烧的氧化铝、玻璃珠、硅 油或空容器等在干燥器中储存5 试样5.1 取样 对于液体或浆状试样，混匀后取样即可；对于固体试样，粉碎后用圆锥四分 法取样5.2 试样量 试样量由被测试样的数量、需要稀释的程度、 Y 轴量程、焓变大小以及升温 速率等因素来决定，一般为1〜5mg，最大用量不超过50mg如果试样有突然释 放大量潜能的可能性，应适当减少试样量6 试验步骤6.1仪器温度校准按附录A进行，校准温度精度应在±2C范围内6.2 将试样和参比物分别放入各自的样品容器中，并使之与样品容器有良好的 热接触（对于液体试样，最好加入试样重量20％的惰性材料，如氧化铝等）将 装有试样和参比物的样品容器一起放入仪器的加热装置内，并使之与热传感元件 紧密接触6.3接通气源，并将气体流量控制在10〜50mL/min的范围内（如果在静止状态 下进行测量，则不需要通气）6.4 根据所用试样的性质来确定试验温度范围6.5按4.1条的要求调整Y轴量程6.6启动升温控制器，控制升温速率在10〜30°C/min的范围内，记录温差△ T（或功率差dH/dt）与温度T的关系曲线，即DTA曲线（或DSC曲线）（如图 1a 、 1b ）。

6.7如果以10〜30C/min的升温速率进行测量而不能将峰分辨开时（如图2a、 2b），可以采用低于10C/min的升温速率a.典型的DTA放热曲线b.典型的DSC放热曲线a・熔融吸热后紧跟分解b.熔融吸热后紧跟分解 放热的DTA曲线放热的DSC曲线7.1 取三次焓变温度测定结果的平均值作为试验结果，三次测得结果之间的差 值应在±5C范围内7.2试验报告见附录B8 安全事项 用本标准规定的试验方法进行测量时，若不了解被测物质的潜在危险性，在 取样和测量时一定要小心谨慎如果需要用研磨的方法粉碎试样，应将被测物质 视为危险品，并按化学危险品安全操作规程进行操作附录A差示扫描量热计和差热分析仪的温度校准方法 （补充件）A1 仪器校准用表Al所列物质（纯度大于99.9% ）的相转变温度进行仪器校准表A1校准物质的相转变温度相 转 变 温 校准物质 度°C K汞水二苯醚苯甲酸铟锡铋铅锌锑铝银－38.860.0026.87122.37156.63231.97271.44327.50419.58630.74660.37961.93234.29273.15300.02395.52429.78505.12544.59600.65692.73903.89933.521235.08A2 试验步骤A2.1 两点校准法A2.1.1在表Al中选取两种校准物质。

其中，一种物质的相转变温度比被测试样 的起始放热温度低，另一种物质的相转变温度比被测试样的终止放热温度高，而 且要尽可能接近这两个温度A2.1.2 测量各校准物质的表观相转变温度A2.1.2.1将重量为5〜15mg的校准物质和参比物分别放入样品容器中A2.1.2.2把样品容器放入仪器的加热装置内，用流量为10〜50mL/min的氮气 或其他惰性气体冲洗测量装置，直到测量结束A2.1.2.3按4.1条的要求，调整Y轴量程A2.1.2.4以10°C/min的升温速率加热校准物质和参比物，使校准物质通过相转 变温度，直至基线重新确立也可以用其他升温速率，但必须与测量试样时的条 件相同A2.1.2.5由得到的DTA曲线或DSC曲线测量出表观相转变温度（Te、Tp）（如 图A1、A2）图A1校准物质相转变的DTA曲线 图A2校准物质相转变的DSC曲线 差示扫描量热计或试样与温感元件分开的差热分析仪用Te作为表观相转变 温度；试样与温感元件紧密接触的某些差热分析仪，用Tp作为表观相转变温度 A2.1.3 按A3.1计算实际相转变温度A2.2 一点校准法A2.2.1如果已按A2.1测出了表观相转变温度，并按A3.2计算出斜率值（S）, 若S值与1.000的差值在土0.01的范围内（试验温度与校正温度相差100C时）， 则用一点校准法。

A2.2.2从表A1中选取一种校准物质，使其相转变温度尽量处在被测试样的放 热峰内A2.2.3 按A2.1.2.1 至A2.1.2.6的步骤测出校准物质的表观相转变温度 A2.2.4 按A3.1计算实际相转变温度A3 计算A3.1假设表观相转变温度（TO）与实际相转变温度（T）之间存性关系，那么它们之间存在下面的关系：T=（TOXS）+I （Al）式中：S-斜率（标准值为1.000）； I-截距这两个参数均由A3.2计算得出A3.2 两点校准法A3.2.1用表A1中的校准物质相转变温度和实际测量的表观相转变温度，通过式(A2)和式(A3)计算S和IS=(TS1 -TS2)/(TO1 -TO2) (A2)I=[(TO1 X TS2)-(TS1X TO2)]/(TO1 -TO2 (A3) 式中：TS「取自表A1中的1号校准物质的相转变温度；TS2-取自表A1中的2号校准物质的相转变温度；TO1-A2 步骤中测出的1 号校准物质的表观相转变温度；TO2-A2 步骤中测出的2 号校准物质的表观相转变温度A3.2.2 S要计算到四位有效数字，I要精确到0.01 °CA3.3 一点校准法如果用两点校准法测出的斜率值（S）与标准值1.000之差在土0.01的范围 内，那么就用一点校准法，只测出截距。

I=TS1-TO1 （A4）A3.4利用测出的斜率值（S）和截距（I）,通过式（A1）计算出被测试样的实 际焓变温度附录B物质热稳定性的热分析试验报告（参考件）B1 试验委托单位名称B2 试验单位名称和试验负责人B3 送样日期和试验日期B4 试样和参比物的名称、组成、分子式、重量、状态和纯度等B5 仪器型号和样品容器B6 气氛的组成和压力、静态或动态、密封程度及动态情况，应注明气体流量B7 程序升温速率和试验温度范围B8 Y轴灵敏度和Y轴量程B9记录DTA曲线或DSC曲线的所有过程，注明起始温度、外推起始温度和峰 温B10 把测定的焓变温度换算成实际的焓变温度B11 用实际的焓变温度来评价物质的热稳定性附加说明：本标准由中华人民共和国公安部提出，由全国消防标准化技术委员会归口 本标准由公安部天津消防科学研究所负责起草本标准主要负责人李子葆、张桂芳、姚萍。