Termik analiz

Termik analiz.
Issiqlik tahlili qizdirish yoki sovutish paytida alohida moddalar yoki ko'p komponentli tizimlarda sodir bo'ladigan jarayonlarni o'rganish uchun ishlatiladi va tizimning ichki issiqlik tarkibining o'zgarishi bilan birga keladi. Termal tahlil asboblar va o'lchangan xususiyatlarda farq qiluvchi usullar guruhini birlashtiradi. Agar namunaning harorati o'lchanadigan bo'lsa, bu usul termografiya, namunaning massasi - termogravimetriya, ajralib chiqadigan issiqlik miqdori - kalorimetriya, hajmi - dilatometriya va boshqalar o’lchanadi.
Differentsial issiqlik analizi Termografik analizda moddaning qayd etilgan xarakteristikasi t vaqtga bog'liq bo'lgan harorat T hisoblanadi. Bu holda T - m koordinatalarida termogramma qayd etiladi (tajribaning mutlaq sxemasi). Eng qimmatli ma'lumotlar differentsial issiqlik tahlili (DTA) usuli bilan olinadi, unda sinov namunasining AG va inert standarti o'rtasidagi harorat farqi o'lchanadi (7.1-rasm). Standart sifatida, ma'lum bir harorat oralig'ida termal o'zgarishlarga duchor bo'lmagan moddadan foydalaniladi. Bunda termogramma AG-t koordinatalarida (tajribaning differensial sxemasi) qayd qilinadi. Shaklda. 7.2-rasmda polimer mavjudligining butun harorat oralig'ini qamrab oluvchi polimer uchun DTA sxematik egri chizig'i ko'rsatilgan. Asosiy (tayanch) chiziq ustida joylashgan cho'qqilar odatda ekzotermik jarayonlarga (kristallanish, oksidlanish) mos keladi va asosiy (asosiy) chiziq ostidagi cho'qqilar endotermik jarayonlarga (erish, yo'q qilish) mos keladi, shisha o'tish DTA egri chizig'ida burilish bilan tavsiflanadi.

Polimerlarda haroratning o'zgarishi bilan sodir bo'ladigan transformatsiyalarni ikki guruhga bo'lish mumkin - fizik va kimyoviy.
Fizikaviy o'zgarishlar. DTA usulida o‘rganilayotgan polimerlarda harorat oshishi bilan fizikaviy o‘tishlar quyidagi tartibda joylashadi: shisha o‘tish, “sovuq” kristallanish, kristall-kristal o‘tish, eritmadan kristallanish, erish shisha o‘tish. fazali o‘tish emas. , harorat bilan issiqlik sig'imining bosqichma-bosqich o'zgarishi bilan tavsiflanadi. Bu DTA egri chiziqlarida AG ning bosqichma-bosqich pasayishi yo'nalishi bo'yicha asosiy chiziqdan og'ish orqali aks etadi. Bu og'ishning boshlanishi odatda shisha o'tish harorati sifatida qabul qilinadi.
Polimerlarning kristallanishi odatda termogrammalarda ekzotermik cho'qqilar sifatida ifodalangan yashirin issiqlikning chiqishi bilan birga keladi (agar kristallanish tezligi sovutish yoki isitish tezligidan yuqori bo'lsa). Cho'qqilar ostidagi maydonlar fazaviy o'zgarishlarning issiqligiga mos keladi va kristallanish va erish uchun mutlaq qiymatda bir xil bo'ladi. Polimerlarning erish jarayoni, ya'ni kristall holatdan amorf holatga o'tishi ko'pincha DTA yordamida o'rganiladi. Polimerlarning kristall strukturasining nuqsonlari tufayli endotermik erish cho'qqisi harorat oralig'ida bo'lib, uning kengligi molekulyar og'irlikdagi makromolekulalarning heterojenligi va polimerlarning strukturaviy xususiyatlari (kristallik darajasi, hajmi va turi) bilan bog'liq. supramolekulyar shakllanishlar). Erishning boshlanishi DTA egri chizig'ining asosiy chiziqdan keskin og'ish boshlanishi bilan aniqlanadi (7.2-rasmga qarang) va erish harorati sifatida eng yuqori maksimalga mos keladigan harorat olinadi. Ko'pgina polimerlar DTA egri chizig'ida erish mintaqasida bir emas, balki ikki yoki undan ortiq cho'qqilarning mavjudligi bilan tavsiflanadi. Bu polimerlarda turli darajadagi mukammallik darajasidagi kristallitlarning mavjudligi, shuningdek, polimerning polimorfizmi, ya'ni uning bir nechta kristalli modifikatsiyalarda mavjud bo'lish qobiliyati bilan bog'liq. Eritmaning eng yuqori nuqtalari qurilmani oldindan ma'lum issiqlikka ega bo'lgan modda uchun kalibrlashdan so'ng, termoyadroviy issiqliklarni aniqlash uchun ishlatilishi mumkin:

bu yerda AT/ polimerning erish issiqligi, J/g; ATTet - standartning erish issiqligi, J/g; t va t et - polimer namunasining og'irligi va standarti, g; A va AET polimer va mos yozuvlar moddasining eng yuqori nuqtalari.
Masalan, polietilenning haqiqiy erish issiqliklarini hisoblash uchun asbob benzoik kislota uchun kalibrlanadi, uning erish issiqligi 142,4 J/g.
Agar to'liq kristallangan polimerning ATT* sintez issiqligi ma'lum bo'lsa, kristallik darajasini a tenglamadan aniqlash mumkin.

271,3 J/g ga teng C32H66 kristalli dotriakontanning erish issiqligi polietilen uchun ATT* sifatida qabul qilindi.