物质热稳定性的热分析试验方法

物质热稳定性的热分析
试验方法
Company number : [0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108] 物质热稳定性的热分析试验方法
1主题内容与适用范围
本标准规定了用差热分析仪和（或）差示扫描量热计评价物质热稳定性的热
分析方法所用的试样和参比物、试验步骤和安全事项等一般要求。

本标准适用于在惰性或反应性气氛中、在-50~ 1000C。

的温度范围内有焙变
的固体、液体和浆状物质热稳定性的评价。

2术语
物质热稳定性
在规定的环境下，物质受热（氧化）分解而引起的放热或着火的敏感程度。

恰变
物质在受热情况下发生吸热或放热的任何变化。

恰变温度
物质焙变过程中的温度。

3方法原理
本方法是用差热分析仪或差示扫描量热计测量物质的熔变温度（包括起始温
度、外推起始温度和峰温）并以此来评价物质的热稳定性。

4仪器和材料
仪器
差热分析仪（DTA）或差示扫描量热计（DSC）:程序升温速率在2 - 30C°/min 范围内，控温精度为±2C°,温差或功率差的大小在记录仪上能达到40% - 95% 的满刻度偏离。

样品容器圮竭:铝坦竭、铜圮竭、钳圮竭、石墨坦竭等，应不与试样和参比物起反应。

气源
空气、氮气等，纯度应达到工业用气体纯度。

冷却装置
冷却装置的冷却温度应能达到- 50C。

参比物
在试验温度范围内不发生熔变。

典型的参比物有煨烧的氧化铝、玻璃珠、硅
油或空容器等。

在干燥器中储存。

5试样
取样
对于液体或浆状试样，混匀后取样即可；对于固体试样，粉碎后用圆锥四分
法取样。

试样量
试样量由被测试样的数量、需要稀释的程度、Y轴量程、恰变大小以及升温
速率等因素来决定，一般为l~5mg,最大用量不超过50mg。

如果试样有突然释放大量潜能的可能性，应适当减少试样量。

6试验步骤
仪器温度校准按附录A进行，校准温度精度应在±2C。

范围内。

将试样和参比物分别放入各自的样品容器中，并使之与样品容器有良好的
热接触（对于液体试样，最好加入试样重量20%的惰性材料，如氧化铝等）。

将装有试样和参比物的样品容器一起放入仪器的加热装置内，并使之与热传感元件紧密接触。

接通气源，并将气体流量控制在10-50mL/min的范围内（如果在静止状态下进行测量，则不需要通气）。

根据所用试样的性质来确定试验温度范围。

按条的要求调整Y轴量程。

启动升温控制器，控制升温速率在10 - 30C°/min的范围内，记录温差AT
（或功率差dH/df）与温度T的关系曲线，即DTA曲线（或DSC曲线）（如图la、lb） o
如果以10-30C7min的升温速率进行测量而不能将峰分辨开时（如图2a、
2b）,可以采用低于10C°/min的升温速率。

a.典型的DTA放热曲线
b.典型的DSC放热曲线
7结果
取三次焙变温度测定结果的平均值作为试验结果，三次测得结果之间的差 值应在±5C 。

范围内。

试验报告见附录B 。

8安全事项
用本标准规定的试验方法进行测量时，若不了解被测物质的潜在危险性，在 取样和测量时一定要小心谨慎。

如果需要用研磨的方法粉碎试样，应将被测物质 视为危险品，并按化学危险品安全操作规程进行操作。

附录
A
a.熔融吸热后紧跟分解
b.熔融吸热后紧跟分解 放
热的DTA 曲线放热的DSC 曲线
差示扫描量热计和差热分析仪的温度校准方法
（补充件）
A1仪器校准
用表A1所列物质（纯度大于％）的相转变温度进行仪器校准。

表A1校准物质的相转变温度
相转变温校准物质度
C° K
汞
水
二苯醸
苯甲酸
锢
铅
锌
铝
银
A2试验步骤
两点校准法
在表A1中选取两种校准物质。

其中，一种物质的相转变温度比被测试样的起始放热温度低，另一种物质的相转变温度比被测试样的终止放热温度高，而且要尽可能接近这两个温度。

测量各校准物质的表观相转变温度。

将重量为5 ~ 15mg的校准物质和参比物分别放入样品容器中。

把样品容器放入仪器的加热装置内，用流量为10~50mL/min的氮气
或其他惰性气体冲洗测量装置，直到测量结束。

按条的要求，调整丫轴量程。

以10C7min的升温速率加热校准物质和参比物，使校准物质通过相转
变温度，直至基线重新确立。

也可以用其他升温速率，但必须与测量试样时的条件相同。

由得到的DTA曲线或DSC曲线测量出表观相转变温度（Tc、T P）（如
图Al、A2）。

图A1校准物质相转变的DTA曲线图A2校准物质相转变的DSC曲线
差示扫描量热计或试样与温感元件分开的差热分析仪用九作为表观相转变
温度；试样与温感元件紧密接触的某些差热分析仪，用邛作为表观相转变温度。

按计算实际相转变温度。

—点校准法
如果已按测出了表观相转变温度，并按计算出斜率值（S）,
若S值与的差值在士的范围内（试验温度与校正温度相差100/时），
则用一点校准法。

从表A1中选取一种校准物质，使其相转变温度尽量处在被测试样的放
热峰内。

按至的步骤测出校准物质的表观相转变温度。

按计算实际相转变温度。

A3计算
假设表观相转变温度（TO）与实际相转变温度⑴之间存在线性关系, 那么它们之间存在下面的关系：
T=（TOxS）+I（Al）
式中：S-斜率（标准值为）；
截距。

这两个参数均由计算得出。

两点校准法
用表A1中的校准物质相转变温度和实际测量的表观相转变温度，通过式（A2）和式（A3）计算S和I。

S=（TS\ - TSi）l（TO\一TOi）（A2）
I=［（T0IX TS2）~（rSixTO2）］/（TOi - TOi（A3）
式中：石卜取自表A1中的1号校准物质的相转变温度；
752-取自表A1中的2号校准物质的相转变温度；
TOI-A2步骤中测出的1号校准物质的表观相转变温度；
W2-A2步骤中测出的2号校准物质的表观相转变温度。

S要计算到四位有效数字，I要精确到C。

—点校准法
如果用两点校准法测出的斜率值（S）与标准值之差在土的范围
内，那么就用一点校准法，只测出截距。

I=TS\ - T0\（A4）
利用测出的斜率值（S）和截距（/）,通过式（A1）计算出被测试样的实际焙变温度。

附录B
物质热稳定性的热分析试验报告
（参考件）
B1试验委托单位名称。

B2试验单位名称和试验负责人。

B3送样曰期和试验曰期
B4试样和参比物的名称、组成、分子式、重量、状态和纯度等。

B5仪器型号和样品容器。

B6气氛的组成和压力、静态或动态、密封程度及动态情况，应注明气体流量。

B7程序升温速率和试验温度范围。

B8Y轴灵敏度和Y轴量程。

B9记录DTA曲线或DSC曲线的所有过程，注明起始温度、外推起始温度和峰温。

B10把测定的恰变温度换算成实际的恰变温度。

BU用实际的恰变温度来评价物质的热稳定性。

附加说明：
本标准由中华人民共和国公安部提出，由全国消防标准化技术委员会归口。

本标准由公安部天津消防科学研究所负责起草。

本标准主要负责人李子葆、张桂芳、姚萍。