DSC/DTA曲线表现为基线向吸热方向偏移，出现一个 台阶。
Tg：玻璃态 高弹态的转变；松弛现象（链段运动 “冻结”→“解冻”）；链段运动的松弛时间与观察
时变间）相。等时对应的温度链段， t
。二级相变（主转
玻璃化转变发生在一个温度范围内；
在玻璃化转变区，高聚物的一切性质都发生急剧的变
化，如：比热容、热膨胀系数、粘度、折光率、自由 体积和弹性模量等发生突变。
相似之处： 两种方法所测转变和热效应类似； 曲线形状（需注明方向）和定量校正方法相似；
主要差别：原理和曲线方程不同 DSC（测定热流率dH/dt；定量；分辨率好、灵敏度 高；有机、高分子及生物化学等领域） DTA（测定△T；无内加热问题，1500℃以上，可到 2400℃；定性；无机材料 ）
15.2 温度和能量校正
15.3.3 玻璃化转变温度的测定
ICTAC建议Tg的取法: 在两基线延长线间一半处的点做切线与前基线延长线 的交点为Tg。
Tg随测定方法和条件而变；（△Cp、β、灵敏度）
15.3.4 纯度的测定
纯度越高，熔点越高，熔融峰越尖陡
苯甲酸：
标准品
98.6％ 97.2％
15.3.4 纯度的测定
熔点下降法（凝固点下降）
反应级数n和反应速率常数k。
15.3.7 工艺温度的测定
⑴热固性材料的固化工艺温度的确定
采用T~β图外推法求固化工艺温度近似值
TT（ig~Tl(βTf,oi)oT.）p~、β,固T化f~温β；度外Tc推ureβ（＝T0p，o）得和到后近处似理的温凝度胶T温tre度at
⑵热塑性材料的注射成型温度（加工温度）的确定
曲线方程：
dH dt


dQ dt


CS

CR

dTR dt
RCS
d 2Q

dt 2

dQ dQS dQR dt dt dt
，输给S和R的功率差值。
代表DSC基线的漂移，与热阻R无关。
与定量DTA的第三项相似；不同的是R可视作与温度无 关。
单点校正（纯金属铟）
15.1.3 DTA和DSC比较
15.3.9 测定相图
15.2.1 温度的校正（横坐标）
一般采用99.999％的高纯金属铟（熔点为156.63℃， 熔融热△H=28.59J/g）进行温度的校正。 必须选用测定时所用的控温速率进行校正。 精密温度测定时，可选用其它纯物质校正，以接近测 量范围。
15.2 温度和能量校正
15.2.2 能量的校正（纵坐标）
利用测定已知物质的比热容来进行
dH f T或t
dt
Super-DSC
Super-DSC 样品池
15.差示扫描量热法
15.1 DSC的基本原理 15.1.1 DSC的测试原理
1.热流型DSC：定量DTA 采用差热分析的原理来进行量热分析。 通过测量加热过程中试样热流量达到DSC分析的目的， 试样和参比物仍存在温度差。
15.1.1DSC的测试原理
固化度是热固性聚合物材料的一个很重要的参数。一
般固化反应是放热反应，所以可用DSC测出。
⑴
H0 HR 100%
H 0
其中△H0—完全未固化体系进行完全 固化时放出的总热量
△HR—固化后剩余反应热
⑵t时刻的固化度：
t

Ht H 0
100%
其中△Ht—进行到t时刻时的反应热
通过数据处理方法，可计算固化反应动力学参数：反应活化能E、
材料现代研究方法
材料学院 杨光 主要参考书：
高家武 主编，高分子材料近代测试技术，北京航 空航天大学出版社，1994. 王富耻主编，材料现代分析测试方法，北京理工大 学出版社，2006.
15.差示扫描量热法
Differential Scanning Calorimetry(DSC) DSC：在程控温度下，测定输入到物质和参比物之间 的功率差与温度的关系。
2.功率补偿型DSC的原理：热动态零位平衡原理
在程序控温过程中，始终保持试样和参比物温度相同；
保持R侧以给定的程序控温，通过变化S侧的加热量来 达到补偿的作用。
记录热流率（ dH ）对T的
dt
关系曲线，得到DSC曲线。 其它两种补偿方式
S
R
Pt传感器
内加热式：电阻丝（炉丝）；
使用周源信号源；基线
15.1.2功率补偿型DSC曲线方程
y' c' m'
y cm
c

c'

m' y my'
15.3.2 比热容的测定
间接法不受β的影响，有利于定量计算。
可计算热力学参数：
焓：
T
H HT H0 0 cPdT
熵：
S ST S0
T
0 cP
dT T
15.3 应用
15.3.3 玻璃化转变温度的测定
非晶态塑料：
晶态塑料：
TP

1 2
(Tg
Td
)
TP

1 2
(Tm
Td
)
其中：Td—分解温度 Tm—熔融温度
15.3.8 共混聚合物鉴定
依据共混物DTA曲线上的特征峰(熔融吸热峰)确定共混 物由高压聚乙烯(HPPE)、低压聚乙烯(LPPE)、聚丙烯 (PP)、聚氧亚甲基(POM)、尼龙6(Nylon 6)、尼龙 66(Nylon 66)和聚四氟乙烯(PTFE)7种聚合物组成。
或
TS
T0
T0
Tm f
Ts~1/f作图，斜率＝（T0-Tf)即熔点下降值，将之代入 Van’t Hoff方程，可求得X2。
15.3.5结晶度(θ)的测定
密度梯度法、X射线衍射 熔融峰曲线峰面积直接换算成热量（△Hf）；


H f
H
* f
100%
其中: △Hf—试样的熔融热； △Hf‫ —٭‬100％结晶时的熔融热
吸
TP
T或t
15.3.2 比热容的测定
可用基线偏移测定试样的比热容，大部分用 DSC测定。
直接法（能量校正）
CP
cm

dH dT

dH dt
dt dT

dH dt

1

dH c dt
m
β不是绝对线性的，此法误差较大。
15.3.2 比热容的测定
间接法（比例法）:
用试样和标准物质（sapphire或α-Al2O3)在其它条件 相同下进行扫描，然后量出二者的纵坐标进行计算。 在某一温度下：
范德赫夫（Van’t Hoff)方程：
To
Tm

RT02 X 2 H
其中：R—气体常数； T0－纯物质熔点； X2—杂质摩尔分数；△H—纯物质的摩尔熔融热焓； Tm—被测试样的熔点
15.3.4 纯度的测定
一般用作图法求Tm；
定义f为试样在温度为Ts时已熔化的分数：
f T0 Tm T0 Ts
标准物质：蓝宝石
CP

dH dT

dH dt
dt dT

dH dt
1
mc c
dH dt
m
校正常数（仪器常数、比例系数）峰面ຫໍສະໝຸດ 与热量成正比；H K A
m
K值应在与测定样品相同的条件下测定。
15.3 应用
适合于研究伴随焓变或比热容变化的现象。
15.3.1 熔点的测定
固到液相转变温度 ICTAC规定外推起始温度为熔点 外推起始温度（Teo）：峰前沿最大斜率处的切线与前 沿基线延长线的交点处温度。
△Hf由DSC/DTA测定， △Hf‫٭‬的求法： ⑴100％结晶试样，用DSC(DTA)测△Hf‫；٭‬ ⑵已θ~知△结H晶f关度系（图10，％外，推20得％到，θ3＝0％10等0％）时，的用△DSHCf；(DTA)测△Hf，作 ⑶用模拟物代替；(C32H66→100％结晶的PE）
15.3.6固化度(α)的测定