DSC测试熔点峰值的影响因素

上海盈诺仪器DSC终熔点测试实验研究报告

有的客户问，为什么我们测试的熔点不稳定？忽大忽小，误差很大。那么客户测试的“熔点”，指的是测试的初熔点还是终熔点呢？

DSC测熔点中，基线刚开始下降时是初熔点，基线下降的最低值是通常定义的熔点；有些物体的熔化是一个过程，包括初熔点、融程和终熔点。

特征温度如下图所示[1]：

① 外推起始温度T_ei ℃，即“初熔点”:

外推基线与对应于转变开始的曲线最大斜处所作切线的交点所对应的温度。

② 峰温度T_p ℃，即“终熔点”:

峰达到的最大值（或最小值）所对应的温度。

③ 外推终止温度T_ef ℃:

外推基线与对应于转变结束的曲线最大斜处所作切线的交点所对应的温度。

其中终熔点，我们认为是样品刚刚好完全融化。下图为正常的熔点测试界面：

图1：YND-B1 差示扫描量热仪DCS

图2：YND-B1 差示扫描量热仪DSC熔点测试曲线

目前，我们测试初熔点T_ei数据稳定，但是终熔点T_p受实验样品量、升温速率影响，数据有差异。我们使用华东理工大学提供的样品：9号蜡，做本次实验，控制单一变量（实验样品量、升温速率）实验数据如下：

以1.71mg为基础重量，记为1x，3.45mg为2x，即2倍基础重量，6.98mg为4x，8.5mg为5x，14.19mg为8x，17.08mg为10x；升温速率分为0.5℃/min、1℃/min、2℃/min（本次实验使用较为低的升温速率，平时实验时，常用的升温速率为5℃/min或10℃/min或20℃/min）；

表一：在不同重量、不同升温速率下，样品的终熔点对比：

表二：在1℃/min升温速率下，不同重量样品的终熔点对比：

由上面两个表格可见，终熔点温度与升温速率、实验样品量成正相关关系，即随着升温速率或实验样品量增加，终熔点也会随之的变大，因为炉体温度不是恒定不变的，一直以一定的升温速率增加，样品融化总是需要一定的时间，在融化的过程中，炉体温度一直在增加。

目前，我们使用的升温速率比较低，如果按照正常实验的升温速率（5-20℃/min，数据将偏差的比较大）

为更加明显的观察以上表格内的数据，我们将实验曲线综合处理，如下图所示：

注：为了更加明显的观察曲线终熔点的区别，我们将熔点峰放大到全屏展示，因此数据曲线将显示出微观的波动，相对其他数据报告的曲线会波动比较大，正常坐标范围室，基线是很平稳的。

图3：在0.5℃/min升温速率下不同重量样品的终熔点对比图

图4：在1℃/min升温速率下不同重量样品的终熔点对比图

图5：在2℃/min升温速率下不同重量样品的终熔点对比图

图6：1.71mg样品，在不同升温速率下的终熔点对比图

图7：3.45mg样品，在不同升温速率下的终熔点对比图

图8：17.08mg样品，在不同升温速率下的终熔点对比图

由上述6张曲线图的直观展示，初熔点相对比较稳定，终熔点随着升温速率的变化、试验样品量的变化而变化，因此，我们设备在使用标准样品校正的时候，通常情况下，使用该标准样品的初熔点位置为标准熔点数据。

因此，如果您需要与其他单位做数据对比，要提前沟通好，对比的是初熔点还是终熔点？升温速率是多少？实验样品量是多少？不然，极大可能会出现数据对不上，但是设备标定正确的事情，造成不必要的误会。

如对上文数据和观点有何异议，欢迎与我们联系，进行实验对比与探讨，我们期待着各位科研人员的指正。

上海盈诺精密仪器有限公司-热分析实验室

2018-8-04   

[1] 参考国标《GB/T 19466-3-2004 塑料 差示扫描量热法(DSC)第3部分：熔融和结晶温度及热焓的测定》