DSC 204 F1 提供液氮、機(jī)械制冷、空氣壓縮與冷卻杯四種不同的冷卻方式。使用新型的機(jī)械冷卻系統(tǒng),能夠覆蓋從 -85°C 至 600°C 的測(cè)量溫度范圍。當(dāng)然,如果選用液氮冷卻系統(tǒng)(LN2),則能夠使測(cè)量擁有更寬廣的溫度范圍,從 -180°C 直至 700°C。
其他特別的功能與選件包括 64 樣品位的自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng) ASC,新型紫外光附件,智能化 BeFlat 修正功能,高級(jí)DSC校正,溫度調(diào)制 DSC(TM-DSC)等,所有這一切使得 DSC 204 F1 Phoenix® 成為今日市場(chǎng)上靈活而強(qiáng)大的 DSC 系統(tǒng)之一。 DSC 204 F1 Phoenix® - 技術(shù)參數(shù)
• 溫度范圍:-180 ... 700°C
• 升溫速率:0 ... 200K/min
• 降溫速率:0 ... 200K/min
• 標(biāo)配τ型傳感器,時(shí)間常數(shù)短,峰分離能力佳。
• 可選配超高靈敏度的 μ型傳感器。
• 可使用 BeFlat 技術(shù)進(jìn)行基線優(yōu)化。
• 氣密性設(shè)計(jì),適合于與紅外質(zhì)譜聯(lián)用。
• 兩路吹掃氣體與一路保護(hù)氣體,使用集成的質(zhì)量流量控制系統(tǒng)及相應(yīng)軟件功能進(jìn)行精確的流量設(shè)定與控制。
• 壓縮空氣冷卻:700°C ... 室溫。
• 機(jī)械冷卻:600°C ... -85°C。
• 液氮冷卻:700 ... -180°C(提供液氮與氣氮兩種模式)。
• 自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng) ASC(選件): 64 個(gè)樣品/參比位,可與分析軟件中的自動(dòng)宏分析功能搭配使用,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量及自動(dòng)分析。
• 紫外光固化附件(選件)
DSC 204 F1 Phoenix® - 軟件功能
DSC 204 F1 Phoenix® 的分析操作軟件是基于 MS® Windows® 系統(tǒng)的 Proteus® 軟件包,它包含了所有必要的測(cè)量功能和數(shù)據(jù)分析功能。這一軟件包具有極其友善的用戶界面,包括易于理解的菜單操作和自動(dòng)操作流程,并且適用于各種復(fù)雜的分析。Proteus 軟件既可安裝在儀器的控制電腦上聯(lián)機(jī)工作,也可安裝在其他電腦上脫機(jī)使用。
DSC 部分分析功能:
• 峰的標(biāo)注:可確定起始點(diǎn),峰值,拐點(diǎn)和終止點(diǎn)溫度,可進(jìn)行自動(dòng)峰搜索。
• 峰面積/熱焓計(jì)算:可選多種不同類型基線,可進(jìn)行部分面積分析。
• 峰的綜合分析:在一次標(biāo)注中可同時(shí)得到溫度、面積、峰高與峰寬等各種信息。
• 結(jié)晶度計(jì)算。
• 全面的玻璃化轉(zhuǎn)變分析。
• 自動(dòng)基線扣除。
• 比熱測(cè)試與分析。
• BeFlat®:使用多項(xiàng)式擬合,對(duì)不同升溫速率下的基線進(jìn)行擬合扣除。
• Tau-R 模式: 將儀器的時(shí)間常數(shù)與熱阻因素納入計(jì)算并加以扣除,能得到更尖銳的 DSC 峰。
• TM-DSC(溫度調(diào)制 DSC,可選):可以從總熱流曲線中分離可逆熱流(熱力學(xué))和不可逆熱流(動(dòng)力學(xué))效應(yīng)。
• 另有符合 GLP、GMP、21CFR 等標(biāo)準(zhǔn)的特別軟件功能。
DSC 204 F1 Phoenix® - 應(yīng)用實(shí)例
冷卻速率對(duì) PET 結(jié)晶行為的影響
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一種結(jié)晶速率相對(duì)較慢的半結(jié)晶性熱塑性高分子。在 DSC 中可以測(cè)出其非晶態(tài)部分(Tg 75°C~85°C)和晶態(tài)部分(重結(jié)晶 146°C,熔融 242°C)的不同比例。圖中顯示的是熔融后的 PET 以不同降溫速率冷卻后二次升溫的 DSC 譜圖,可見冷卻速率對(duì) PET 結(jié)晶行為的影響。DSC 204 F1 可以自動(dòng)計(jì)算出樣品的結(jié)晶度。這里使用的是配有機(jī)械制冷的 DSC 204 F1 Phoenix®。
聚苯乙烯(PS)的比熱測(cè)試
對(duì)各式各樣的材料進(jìn)行比熱測(cè)試是 DSC 應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。圖中所示為對(duì)某種 NIST 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(NIST SRM 705a,窄分子量分布的聚苯乙烯)的比熱測(cè)試結(jié)果,升溫速率 10K/min,使用不同的分析方法進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果表明平均誤差 < 2%。
環(huán)氧樹脂粘合劑的紫外固化
本例研究的是光照激活的環(huán)氧樹脂粘合劑的UV固化,其機(jī)理為陽離子聚合反應(yīng),反應(yīng)速率及反應(yīng)程度與溫度有較大的相關(guān)性。在60s的恒定照射時(shí)間下,較高的反應(yīng)溫度(70°C,紅色的DSC與溫度曲線)會(huì)導(dǎo)致樹脂體系的較高的反應(yīng)活性(固化更快),以及較高的反應(yīng)熱(390 J/g)。在處理雙固化樹脂體系時(shí),不管是熱固化或是光固化,熟悉這一特性非常重要。
鋁合金的熔融
對(duì)于現(xiàn)代金屬合金分析而言,能夠很好的分開各個(gè)獨(dú)立組成的熔融峰是十分重要的,配有τ型傳感器的 DSC 204 F1 Phoenix® 便可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。圖例是鋁合金DSC曲線,表明在 510°C~650°C 熔融范圍內(nèi)各熔融峰之間清晰地被分離。
的玻璃化轉(zhuǎn)變
在大量的食品藥品中被用于食糖的代替品。在無水中加入 5.5% 的水后,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度從 -1.7°C 降到了 -25.6°C,迅速冷卻后再次升溫仍能保持無定形態(tài)。
EVA 薄膜樣品
在本例中,采用 DSC 204 F1 Phoenix® 對(duì) EVA 薄膜樣品進(jìn)行測(cè)試,樣品質(zhì)量為 7 mg 左右,升溫速率 10 K/min。該測(cè)試在德國聯(lián)邦材料研究與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(BAM)進(jìn)行。
一次升溫時(shí)(藍(lán)色曲線),玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為 -28℃(拐點(diǎn)) ,緊接著是兩個(gè)相連的吸熱峰,吸熱峰值在 50-100℃ 之間。這種熔融現(xiàn)象與樣品厚度呈層狀分布相關(guān)。158℃ 時(shí)的放熱峰為樣品的放熱交聯(lián)反應(yīng)。值得注意的是,樣品的反應(yīng)焓(-14.15 J/g)遠(yuǎn)低于環(huán)氧樹脂(通常介于 -400 J/g 至 -500 J/g 之間)。
二次升溫時(shí)(紅色曲線),玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與一次升溫幾乎相同。介于 40℃ 至 80℃ 之間的雙吸熱峰轉(zhuǎn)變?yōu)閷捈绶澹逯禍囟葹?63℃。晶層越厚,熔融溫度越高。因此,單吸熱峰到寬肩峰的轉(zhuǎn)變表明,由于次熱處理,樣品晶層厚度變薄。二次加熱過程中,沒有出現(xiàn)放熱反應(yīng)峰,說明放熱交聯(lián)反應(yīng)在一次升溫時(shí)已經(jīng)完成。
*感謝柏林聯(lián)邦材料研究與試驗(yàn)研究所(BAM)的 W.Stark 和 M.Jaunich 博士進(jìn)行的測(cè)試和討論。結(jié)果發(fā)表在 Polymer Testing 30 (2011) 236-242 中。
商用EVA薄膜的一次與二次升溫過程
DSC 204 F1 Phoenix® - 相關(guān)附件
DSC 204 F1 Phoenix® 可選配多種冷卻設(shè)備。使用 CC 200 F1(可切換液氮 LN2 與氣氮 GN2 兩種模式),測(cè)量溫度范圍可在 -180~700°C 之間?;蛘呖蛇x擇密閉循環(huán)的機(jī)械制冷設(shè)備,它是一種高效經(jīng)濟(jì)的冷卻設(shè)施,它的溫度測(cè)量范圍是 -85 ... 600°C??諝鈮嚎s冷卻則可冷卻至室溫。
寬廣的坩堝選擇范圍:耐馳公司提供鋁、銀、金、銅、鉑、氧化鋁、氧化鋯、石墨、不銹鋼壓力坩堝等各種類型的坩堝,以滿足幾乎所有可能的測(cè)試需求。
配有新型可更換壓頭的坩堝壓機(jī),兼容標(biāo)準(zhǔn)鋁坩堝與中壓不銹鋼坩堝兩種類型的坩堝。
專為新型 Concavus 坩堝設(shè)計(jì)的 3in1 樣品盒能為坩堝的運(yùn)輸與儲(chǔ)存提供全面的保護(hù),且防止由靜電導(dǎo)致的坩堝之間的粘連。每個(gè)盒子都配有樣品標(biāo)簽卡,方便樣品及測(cè)量結(jié)果的存檔,這尤其適用于需要長期保存樣品,定期復(fù)測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)合。
DSC 204 F1 Phoenix® 配備全新設(shè)計(jì)的自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)(ASC),可用于批量常規(guī)測(cè)試。儀器可以不分晝夜的工作,不僅充分利用儀器而且節(jié)省大量時(shí)間(例如在周末無人狀態(tài)下進(jìn)行校正測(cè)試)。
該 ASC 可以處理均勻分布在兩個(gè)可替換式樣品盒上的 192 個(gè)坩堝。可使用多種類型的坩堝,直徑 8mm,高度 8mm。ASC 的四針抓手可對(duì)不同的坩堝進(jìn)行處理。為校正與修正測(cè)試考慮,ASC 提供了額外的 12 個(gè)坩堝位的固定進(jìn)樣條。行進(jìn)中的坩堝可被識(shí)別。ASC 上的所有坩堝與坩堝蓋的信息均儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫中。樣品盒上方有自動(dòng)控制的透明盒蓋。合上蓋子后,樣品盒上方的空間由集成在蓋子中的分路氣體進(jìn)行吹掃。該吹掃氣為針對(duì) ASC 的專門的分路,專用于打開和合上蓋子,其流量已經(jīng)過調(diào)節(jié)優(yōu)化。內(nèi)置的“移除坩堝蓋”功能可以在樣品等待插入 DSC 單元時(shí)執(zhí)行。另可配備可選的扎孔裝置,在測(cè)量之前對(duì)坩堝蓋進(jìn)行扎孔。DSC 系統(tǒng)具有回收槽,用于丟棄坩堝蓋和不可重復(fù)使用的坩堝。也可使用樣品盒進(jìn)行樣品存檔。為了更好地識(shí)別不同的樣品,每一個(gè)樣品盒均有的序列號(hào),其上的每一個(gè)樣品位則均有二維的編號(hào)(例如 A5,B2...)。坩堝/坩堝蓋數(shù)據(jù)庫具備托盤識(shí)別功能。該 ASC 系統(tǒng)也可用于新款 TG 209 F1 Libra® 熱重分析儀。
進(jìn)樣器上的每一個(gè)樣品都可單獨(dú)設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)條件和分析標(biāo)注方法,NETZSCH Proteus® 軟件易于理解的設(shè)置向?qū)⒖梢砸龑?dǎo)操作者輕松的完成一系列測(cè)量程序的編制。而且,事先沒有安排的測(cè)試也可以中途插入到已經(jīng)設(shè)好的程序中,非常靈活。
對(duì)于不穩(wěn)定的或含有揮發(fā)組分的樣品,ASC 還提供了一個(gè)自動(dòng)扎孔裝置,可以設(shè)定在測(cè)量開始前對(duì)密封的坩堝進(jìn)行扎孔。