氯化汞中热变色性检测方案(差示扫描量热)

梅特勒-托利多高压差示扫描量热仪 HP DSC 1应用实例 HP DSC1可在精确控制的气氛中和高至10MPa 的压力下测量样品的热流与温度或时间的关系。较高的压力和温度会加速化学反应，可缩短分析时间。压力增大可抑制蒸发，将效应移至较高的温度。对于研究压力和气氛对样品的影响或分开由蒸发覆盖的效应，高压 DSC是一种极好的技术。 1.高压 DSC 的应用行业和领域 化学和制药工业 大学/研究所 与O2、H2和CO2及可燃和有毒气体等活性气体反应压力下安全性测试 通过提高沸点抑制蒸发 将在常压下重叠的化学反应与蒸发过程分开 测试含挥发组分的反应 催化反应 非均相反应 吸附和解吸 测量与沸点有关的压力 测定蒸发焓 石油化工 ● 氧化稳定性(如润滑油中添加剂测试) 与活性气体反应 塑料/热固性树脂 ● 聚合物固化反应(如缩聚反应) 氧化稳定性 涂料/油漆/黏合剂 黏合剂的交联 通过提高沸点抑制蒸发 电子 ● 树脂固化反应(如缩聚反应) 食品 ● 脂肪和食油的氧化稳定性与活性气体反应 2.高压DSC 的应用实例 2-1.CO2压力对聚乙烯吡咯烷酮(PVP)玻璃化转变的影响 对于聚合物的加工和应用，玻璃化转变发生的温度范围通常很重要。将增塑剂加入聚合物会使玻璃化转变温度降低，有时常规的增塑剂可能因为具有对人体有害的作用而不可使用。有时，二氧化碳(CO2)可起增塑剂的作用，譬如对于聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。 如下图所示， PVP中的 CO2含量随着压力增大而增加。DSC 曲线和玻璃化温度与压力的关系图表明，玻璃化温度随着 CO2含量增加而线性下降。压力 2MPa时， PVP的玻璃化温度由原始的169℃下降至112C°，这使得材料易于加工。 2-2.按照ASTM E6186 标准测定发动机油的氧化稳定性 在石化行业，油的氧化稳定性测定是一项重要的测试。测试通常按照标准(例如ASTM E6186)进行。试样油在氧气中于 180℃恒温，提高氧气压力直至氧化开始。放热氧化起始点(基线与拐切线的交点)称为氧化诱导时间 OIT。 下图中曲线为两个不同的发动机油的 OIT 测试。合成油氧化时间要长得多，为237min， 而矿物油只有 35min。 2-3.纯水的蒸气压图 当蒸气压与环境压力相等时，液体开始沸腾。如下图所示，水沸腾时的DSC 曲线呈现锐利的吸热峰，温度与总压有关。在较高压力下，紧接在蒸发峰后还呈现吸热峰，这是由于水蒸气与铝的反应。 依照修正的 Clausius-Clapeyron 方程，可由不同压力下的峰温绘制蒸气压图。由测得的蒸气压曲线的斜率可算得蒸发焓，其与文献值非常吻合。 式中，C是常数，p是压力(单位 Pa)， T 是温度(单位 K)， AH，是蒸发焓(单位 KJ/mol)， R是气体常数(8.3145Jmol'K')， po是 373K 时标准压力(101325Pa). 2-4.酚醛树脂的固化 酚醛树脂 DSC 曲线呈现带松弛的玻璃化转变、熔融过程和缩聚反应。遗憾的是，常压下的常规DSC 曲线上(下图最上面曲线)，放热缩合反应与水的吸热蒸发的热流是重叠的。这样，难以将数据用于动力学分析从而进行过程优化。 采用压力升高，可改善情况。用高压埚进行测试(中间曲线)，呈现了反应，但由于埚质量较大，效应变宽。而高压 DSC 曲线(最下面)呈锐利的峰，并且不同效应分离良好。 2-5.氯化汞的热变色性 氯化汞(Hgl2)在约140℃有一个吸热的固-固相转变过程，这一多晶态的转变过程伴随颜色从红到黄的转变。 DSC 无法观察到。如下面 DSC 曲线图所示， DSC 仅能精确测量相变过程的焓变。要观察样品的颜色变化，就得与显微镜联用。 从粉末状 Hgl2样品受热过程的图象可看出各微粒的相变是分别发生的一这可帮助解释DSC 峰很宽的原因。(照片中的亮点是由于光从样品微粒表面直接反射而产生的。) 139C142C 139°℃时图象 142℃时图象 146"C1484C 146°℃时图象 148°℃时图象