热重分析(Thermogravimetric Analysis, TGA)是一种在程序控制温度下测量物质质量随温度或时间变化的技术。它主要用于研究材料的热稳定性、热分解作用、氧化降解等化学变化,以及涉及质量变化的所有物理过程,包括水分、挥发物和残渣、吸附、吸收和解吸、气化速度和气化热、升华速度和升华热、有填料的聚合物或共混物的组成等。
热重分析主要分析以下内容:
热稳定性:
通过观察样品在加热过程中的质量变化,可以确定材料的热稳定性。如果材料在特定温度下没有发生质量变化,则表明该材料具有热稳定性。
热分解过程:
热重分析可以揭示样品在加热过程中的分解行为,包括分解开始温度、分解终止温度、分解产物及其含量等。
氧化稳定性:
在氧化性气氛中,热重分析可以用于研究材料在氧化过程中的质量损失,从而评估其抗氧化性能。
组成分析:
通过分析热分解过程中的温度和质量变化,可以进行定量组成分析,确定样品中各组分的含量。
反应动力学:
热重分析可以得到物质在加热过程中的质量变化速率,通过这些数据可以计算出反应动力学参数,如活化能、频率因子等。
相变:
热重分析可以用于研究材料在不同温度下的相变过程,如熔化、蒸发、升华等。
吸附和解吸:
热重分析可以用于研究物质在加热过程中的吸附和解吸行为,包括吸附量、解吸速率等。
其他物理化学过程:
热重分析还可用于研究其他涉及质量变化的物理化学过程,如气化、液化和固化等。
热重分析得到的曲线主要有两种:
热重曲线(TG曲线):以温度为横坐标,以质量为纵坐标,反映样品的质量随温度的变化情况。
微商热重曲线(DTG曲线):对TG曲线进行一阶微分,以物质的质量变化速率对温度作图,反映质量变化的速率随温度的变化情况。
通过这些曲线,可以全面分析材料的热行为,为材料的研究、开发、工艺优化和质量监控提供重要依据。