在廣東地區(qū)材料科研與檢測工作推進(jìn)過程中,廣東實驗室熱重分析儀承擔(dān)起材料熱行為表征的重要任務(wù),為高分子、新能源、化工原料等多類樣品提供質(zhì)量變化相關(guān)實驗數(shù)據(jù),助力科研人員完成配方調(diào)試、工藝摸索以及樣品檢測等工作。廣東聚集大量新材料企業(yè)、高??蒲衅脚_與第三方檢測機(jī)構(gòu),材料樣品類型繁多,測試需求多元,廣東實驗室熱重分析儀的投入使用,讓本地材料熱性能表征工作擁有穩(wěn)定的設(shè)備支撐,縮短樣品送檢流轉(zhuǎn)周期,便于研究人員快速獲取實驗反饋。
廣東實驗室熱重分析儀的工作邏輯,是在可控溫度程序以及設(shè)定氣氛條件下,持續(xù)記錄樣品質(zhì)量隨溫度或者時間產(chǎn)生的變化,輸出TG熱重曲線與DTG微分曲線,以此解讀樣品脫水、熱裂解、氧化反應(yīng)、殘留灰分等信息。設(shè)備主要由高精度天平、程序升溫爐體、供氣模塊以及數(shù)據(jù)采集軟件組成,實驗時取用少量樣品放置坩堝內(nèi)部,按照實驗方案設(shè)置升溫速率、溫度區(qū)間、氣體種類與流量,氮?dú)獾榷栊詺怏w多用于熱分解測試,空氣氣氛多用于氧化穩(wěn)定性相關(guān)實驗,不同參數(shù)組合可以適配不同樣品的研究目標(biāo)。
面向廣東本地產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀,實驗室熱重分析儀可以對接多個領(lǐng)域的實驗需求。高分子材料領(lǐng)域,可對塑料、橡膠、復(fù)合材料開展測試,區(qū)分基體樹脂、填料、助劑各自對應(yīng)的失重區(qū)間,測算填料占比,獲取材料發(fā)生分解對應(yīng)的溫度區(qū)間,為加工工藝參數(shù)調(diào)整提供參考數(shù)據(jù)。新能源相關(guān)樣品方面,電極粉料、粘結(jié)劑等材料經(jīng)過測試,能夠觀察受熱過程中的質(zhì)量改變,了解材料受熱后的變化情況,輔助開展材料改良實驗。化工、醫(yī)藥、環(huán)境檢測方向,該儀器可以測定樣品內(nèi)部吸附水、結(jié)晶水占比,分析固廢、粉體殘渣的有機(jī)組分與無機(jī)殘留占比,匹配常規(guī)檢測標(biāo)準(zhǔn)的實驗要求。
想要得到重復(fù)性較好的實驗結(jié)果,使用實驗室熱重分析儀開展測試時,樣品前處理與日常維護(hù)環(huán)節(jié)不能忽視。樣品顆粒不宜過大,塊狀材料適當(dāng)粉碎,盡量保證樣品在坩堝底部平鋪,樣品用量控制在合理區(qū)間,裝樣過多會造成內(nèi)部傳熱不均,裝樣過少容易放大稱量帶來的誤差。測試前需要做好天平與溫度校準(zhǔn),按照標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)完成校驗,降低系統(tǒng)帶來的數(shù)據(jù)偏差。測試結(jié)束之后等待爐體降溫至安全溫度,再取出坩堝,及時清理坩堝內(nèi)殘留樣品,避免殘留物附著,對后續(xù)批次實驗造成干擾。部分樣品受熱會釋放刺激性氣體,需要配套排氣裝置,保障實驗環(huán)境安全。
不少科研人員會將廣東實驗室熱重分析儀和其他分析設(shè)備搭配開展聯(lián)用測試。單純依靠熱重曲線只能讀取質(zhì)量變化,無法獲知分解過程釋放的氣體組分,結(jié)合紅外或者質(zhì)譜設(shè)備,就可以同步捕捉熱分解過程逸出的物質(zhì)信息,幫助科研人員推導(dǎo)材料反應(yīng)路徑。同步搭配差示掃描模塊,還可以同時采集熱量變化信息,把質(zhì)量變化和吸熱放熱現(xiàn)象結(jié)合在一起,對復(fù)雜材料體系展開多角度解析,適合研發(fā)階段的深度研究工作。
隨著廣東新材料產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展,各類新型配方材料不斷涌現(xiàn),材料熱性能表征的樣本量逐步增加。廣東實驗室熱重分析儀持續(xù)服務(wù)高校課題研究、企業(yè)新品開發(fā)以及樣品檢測業(yè)務(wù),把材料受熱過程中的隱形變化轉(zhuǎn)化為可視化實驗曲線。科研人員依托儀器輸出的數(shù)據(jù),篩選實驗變量,對比不同配方樣品之間的差異,減少盲目試錯,為材料迭代提供客觀的實驗依據(jù)。儀器的合理使用、規(guī)范操作與定期維護(hù),能夠維持穩(wěn)定的測試狀態(tài),更好適配廣東本地科研與產(chǎn)業(yè)的實際檢測需求。
