梅特勒热重分析可以提供多种材料的组分和热稳定性的定量信息。实验快速而且可以分析非常小的样品。
除了样品质量外,TGA/DSC还可以同步测试样品的热流,这使得仪器可以检测无质量变化时的热效应,例如熔融、玻璃化转变和固-固转变。
DSC信号也可以定量分析,用于测定转变和反应焓。
TGA/DSC是非常强大的工具,用于在精确可控气氛下材料的物理性能和化学性能的表征。TGA/DSC在许多领域(如塑料、建筑材料、矿物质、药物和食品)为研究开发和质量控制提供大量有价值的信息。
SBR橡胶的分析
在橡胶的分析中,样品首先在惰性条件下被加热到600C。挥发性组分(增塑剂-通常是油)首先挥发,然后聚合物在温度刚刚超过400C时开始分解。在600C,从惰性气氛切换到氧化气氛,导致添加剂炭黑燃烧。无机物组分为残留物。本例中SBR样品的成分分析为:增塑剂6.4%;聚合物68.2%;碳黑21.8%;残余物(主要是氧化锌)3.6%。
石膏的热分析
石膏,CaSO4·2H2O,在300C以下失去结晶水。杂质组分碳酸钙在700C左右分解。硫酸钙在1200C以后分几个台阶分解。
同步DSC曲线显示了另外两个由固-固转变所产生的热效应,一个在390C附近,由g-CaSO4(无水石膏III)向b-CaSO4(无水石膏II)转变;另一个在1236C左右,b-CaSO4向a-CaSO4(无水石膏I)转变。后面稍低于1400C的是熔融峰,显示为比较尖锐的吸热峰。
高岭石
高岭土是造纸工业中使用的白色矿石,也用作塑料的添加剂和用于生产瓷器。高岭土的主要成分是高岭石,Al2Si2O5(OH)4,它在450C和600C之间脱水,这是TGA曲线上重量损失的原因。本例中显示了三种不同高岭石含量的高岭土样品测试曲线。高岭土A的DSC曲线在575C有一个小峰,它是a石英向b石英固-固转变的特征。1000C左右的放热峰是由于多铝红柱石的形成。
油的挥发性
根据ASTMD6375的Noack测试方法,用于评价润滑油在某个特定温度下相比于某个参比油的挥发性即挥发损失。测试程序总结在图例中。参比油达到规定的质量损失10.93%用了11.9min,被测试的油样在同样的时间内失重8.8%,因此其Noack挥发性是8.8%。这种方法可以快速可靠的表征油的挥发性。