toc分析儀的性能特點
- 時間:2020-04-18
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無模型動力學(xué)研究中,通常假定f(α)為簡單的一級反應(yīng)。模型動力學(xué)分析,則會關(guān)注Ea、A,以及f(α)三項因素,而無模型動力學(xué)目前不能全面考慮f(α)的影響。反應(yīng)的f(α)須通過不同的反應(yīng)類型確定,通常可分為化工、合成等方面的液相反應(yīng),固體反應(yīng),以及液固反應(yīng)。不同類型反應(yīng)的f(α)不同。分解反應(yīng)通常包含多個步驟,兩步反應(yīng)是其中比較簡單的情形,兩步反應(yīng)之間存在連串、平行、競爭三種關(guān)系。對于更多步的反應(yīng)toc分析儀,也可將其分解為類似的關(guān)系,如連串與競爭、或者平行與競爭的組合。應(yīng)針對獨立的每一步反應(yīng)找出動力學(xué)三因子,再分別表征每一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與溫度間的關(guān)系,最后通過整合各部分來表征整體反應(yīng)。模型動力學(xué)分析很重要的一項功能是進行反應(yīng)預(yù)測,依靠模型動力學(xué)分析的結(jié)果,可通過軟件直接作出預(yù)測。
對于一步反應(yīng)可直接通過無模型動力學(xué)分析得出反應(yīng)速率方程;對于比較簡單的兩步反應(yīng),如平行反應(yīng)或連串反應(yīng),可利用等轉(zhuǎn)化率法無模型動力學(xué)分析得出反應(yīng)速率方程;對于比較復(fù)雜的反應(yīng),如吸熱同放熱重疊的反應(yīng)、存在競爭路徑的反應(yīng)、增重與失重重疊的反應(yīng),無模型動力學(xué)無法做出比較準(zhǔn)確的分析,應(yīng)選用模型動力學(xué)方法。因此通常將無模型動力學(xué)的結(jié)果作為參考和基礎(chǔ)參數(shù),去進行模型動力學(xué)分析,可對反應(yīng)進行更為準(zhǔn)確的表征。模型的建立大大方便了之后的科研工作,減少了試探性實驗的工作量,通過模型尋找感興趣或比較好的實驗條件,再有針對性的去進行實際驗證。目前TA儀器旗下有熱分析、流變、微量熱和熱物性產(chǎn)品線。近年來Rubotherm吸附產(chǎn)品的加入,使得TA儀器的吸附設(shè)備既能實現(xiàn)水蒸氣或有機蒸汽的吸附,也可實現(xiàn)常壓或高壓的測試,大大豐富了TA儀器的熱分析產(chǎn)品線。
TA儀器在此次熱分析會議上介紹了幾項特色技術(shù),可為科研工作提供更多幫助。第一項是調(diào)制技術(shù)toc分析儀,即在線性升溫的基礎(chǔ)上疊加了一個振蕩升溫的程序,此時溫度程序以振蕩上升的形式進行升溫或降溫。調(diào)制程序與不同的儀器搭配,形成了MDSC、MTMA、以及MTGA三項技術(shù)。調(diào)制DSC技術(shù)最為常用,該技術(shù)可將與比熱容變化相關(guān)的可逆熱流和與動力學(xué)因素相關(guān)的不可逆熱流區(qū)分,探測可逆熱流曲線中可能存在的轉(zhuǎn)變。與MDSC類似,MTMA技術(shù)也能從復(fù)雜結(jié)果中有效分離玻璃化轉(zhuǎn)變。MTGA技術(shù),振蕩升溫程序賦予了分解過程中變化的升溫速率,可獲得分解反應(yīng)的活化能曲線(活化能為化學(xué)反應(yīng)所需的最低能量)。此外,基于活化能數(shù)據(jù)和特定的模型,還可獲得熱老化壽命。
在TGA中,TA儀器還提供了三種高分辨技術(shù),恒定反應(yīng)速率法、動態(tài)速率法、自動步階等溫法。這三種方法均可根據(jù)實驗中樣品的分解速率來調(diào)控加熱速率,實現(xiàn)幾個重疊反應(yīng)的分離,在共混或復(fù)合體系的成分解析中極其有用。
熱機械分析技術(shù),是一項通過量測樣品的膨脹性能、模量或損耗因子等的變化,進而得到轉(zhuǎn)變溫度的技術(shù)。與DSC相比,其分辨率和靈敏度相對更高。