DSC的基本原理

　　差示掃描量熱（Differential scanning calorimetry，簡(jiǎn)稱DSC）是在程序控溫過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)器定量測(cè)出試樣吸收或放出的熱量，研究試樣的熱變化（熔化，分解，交聯(lián)等）。

　　根據(jù)測(cè)量方法的不同，DSC可分為熱流型DSC和功率補(bǔ)償型DSC。

　　圖一：熱流型DSC的儀器構(gòu)造簡(jiǎn)圖

　　熱流型DSC，通常也被認(rèn)為是定量的DTA，它的儀器構(gòu)造如圖一。試樣和參比都在一個(gè)加熱板上加熱，通過(guò)熱流檢測(cè)器（一種熱阻）可以測(cè)出參比和試樣之間的熱流差，從而準(zhǔn)確定量，這也是DSC較之DTA的高級(jí)之處。

　　圖二：功率補(bǔ)償型DSC儀器構(gòu)造簡(jiǎn)圖

　　功率補(bǔ)償型DSC的儀器構(gòu)造如圖二，其要求試樣與參比的溫度不論試樣吸熱或放熱都要相同。為此，在試樣和參比下面除設(shè)有測(cè)溫元件外，還設(shè)有加熱器，借助加熱器隨時(shí)保持試樣和參比物之間溫差為零，同時(shí)記錄加熱器的熱輸出，即可測(cè)得熱流差。

　　DSC曲線

　　測(cè)量最終得到的是以樣品吸熱或放熱的速率（dH/dt或Φ）為縱坐標(biāo)，以溫度（T）或時(shí)間（t）為橫坐標(biāo)的DSC曲線。

　　下面以一個(gè)簡(jiǎn)單的例子介紹DSC曲線（圖三）：

　　圖三：出現(xiàn)熱容變化與放熱峰的DSC曲線

　　圖三中①這里出現(xiàn)的基線臺(tái)階所代表的是試樣在加熱過(guò)程中出現(xiàn)了熱容變換（一般是玻璃化轉(zhuǎn)變過(guò)程），而熱容改變量的計(jì)算公式為：

　　△Φ=△C？β

　　其中，△Φ是指變化前后的熱流量Φ的變化量，△C是指熱容變化，β是指常數(shù)，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得。

　?、谔幪摼€指的是基線?；€及峰面積的確定見下文詳解。這里的基線同樣是以臺(tái)階的形式出現(xiàn)，可以認(rèn)為出現(xiàn)了熱容的變化。

　?、厶幍姆迨侵阜艧岱澹ú煌瑑x器測(cè)得的DSC曲線放熱方向可能不同，需注意）。由扣除基線之后所得到的峰面積A可得到熱變化焓△H：

　　△H =K？A

　　其中K是量熱參數(shù)，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。

　　基線和峰面積的確定

　　DSC峰面積的確定首先涉及到基線的確定，而不同峰形的基線的確定方法往往不同，此過(guò)程往往需要考慮熱變化過(guò)程中的熱容變化?？梢杂靡粡埵疽鈭D來(lái)說(shuō)明常用的峰面積和基線的確定方法：

　　需要注意的是，一些復(fù)雜的峰基線確定方法并不是絕對(duì)的，文獻(xiàn)上并沒(méi)有對(duì)基線的確定有明確規(guī)定，這也是DSC在定性分析上的爭(zhēng)議所在。而令人高興的是， DSC測(cè)試軟件都可以很簡(jiǎn)單地確定基線和峰面積。