Phép đo Nhiệt Độ Chênh Lệch (DSC) là một phương pháp phân tích nhiệt rộng rãi được sử dụng, mang lại cái nhìn quý báu về tính ổn định và hành vi nhiệt của vật liệu. Bài viết này sẽ đi sâu vào ý nghĩa của các phép đo DSC trong việc đánh giá tính ổn định nhiệt của các vật liệu khác nhau, sử dụng ví dụ về polyethylene glycol (PEG), acid 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic (AMPS) và hydrogel polyethylene glycol-co-poly(acrylic acid/AMPS). Phân tích DSC của những vật liệu này thể hiện ứng dụng của nó trong việc phát hiện các quá trình chuyển pha, sự thoát nước và hiện tượng phân hủy, qua đó giúp các nhà nghiên cứu hiểu về tính chất và hành vi của vật liệu.
Phép đo Nhiệt Độ Chênh Lệch (DSC) là một kỹ thuật mạnh mẽ được áp dụng để nghiên cứu hành vi và tính ổn định nhiệt của các vật liệu thông qua việc đo lượng nhiệt truyền qua theo hàm số nhiệt độ. Kỹ thuật này cung cấp cái nhìn sâu rộng về các quá trình chuyển pha, phản ứng nhiệt và các hiện tượng khác xảy ra trong vật liệu trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá ứng dụng của DSC trong việc đánh giá tính ổn định nhiệt của polyethylene glycol (PEG), acid 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic (AMPS) và hydrogel polyethylene glycol-co-poly(acrylic acid/AMPS).
.png)
Phân tích DSC của các vật liệu: Phân tích DSC của các vật liệu được nêu trên, như được thể hiện trong Hình 5A–C, đã tiết lộ những thông tin quan trọng về hành vi nhiệt và tính ổn định của chúng.
Polyethylene Glycol (PEG): Trong phổ DSC của Polyethylene glycol (Hình 5A), các đỉnh hấp thụ nhiệt được quan sát ở 52°C và 62°C. Những đỉnh này được gắn với việc mất nước từ Polyethylene glycol chưa phản ứng. Đáng chú ý, điểm nóng chảy của Polyethylene glycol được báo cáo là khoảng 65°C, điều này phù hợp với những đỉnh được quan sát. Phân tích DSC hiệu quả phát hiện sự mất nước và hành vi nóng chảy của Polyethylene glycol .
AMPS: Phổ DSC của AMPS (Hình 5B) thể hiện một đỉnh hấp thụ nhiệt ở 185°C, chỉ ra sự thoát nước của vật liệu. Hơn nữa, một đỉnh hấp thụ nhiệt nhỏ ở 330°C được phát hiện. Điều này gợi ý sự tồn tại của hiện tượng phân hủy do nhiệt độ cao của AMPS. Phân tích DSC cho phép các nhà nghiên cứu xác định phạm vi nhiệt độ mà sự thoát nước diễn ra, cũng như sự bắt đầu của quá trình phân hủy.
Hydrogel Polyethylene Glycol-co-poly(Acrylic Acid/AMPS): Hình 5C thể hiện phổ DSC của hydrogel. Các đỉnh và sự dịch chuyển quan sát trong phổ cung cấp thông tin về tính ổn định nhiệt của hydrogel. Bằng cách so sánh hồi quang DSC của hydrogel với các thành phần cấu tạo (PEG và AMPS), các nhà nghiên cứu có thể đoán định mức độ mà hành vi nhiệt của hydrogel bị ảnh hưởng bởi các thành phần cấu tạo của nó.
Ý nghĩa của các phép đo DSC: Các phép đo DSC có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực khoa học vật liệu và nghiên cứu vì nhiều lý do:
Chuyển Pha: DSC phát hiện các quá trình chuyển pha như nóng chảy, tinh thể hóa và chuyển pha kính, cung cấp thông tin về sự thay đổi cấu trúc của vật liệu khi nhiệt độ thay đổi.
Phát Hiện Sự Thoát Nước và Phân Hủy: DSC xác định phạm vi nhiệt độ mà sự thoát nước và phân hủy diễn ra, điều quan trọng để hiểu về tính ổn định và tuổi thọ của vật liệu.
Phân Tích Nhiệt: DSC hỗ trợ trong xác định khả năng nhiệt riêng, thay đổi enthalpy và dẫn nhiệt, tăng cường sự hiểu biết về tính chất nhiệt của vật liệu.
Kiểm Soát Chất Lượng: DSC được sử dụng trong các ngành công nghiệp để đánh giá chất lượng sản phẩm, giám sát quy trình sản xuất và đảm bảo hành vi đồng nhất của vật liệu.
Nghiên Cứu và Phát Triển: Các nhà nghiên cứu sử dụng DSC để khám phá các vật liệu mới, nghiên cứu sự pha trộn polymer, phân tích các hợp chất dược phẩm và điều tra động học phản ứng.
Kết Luận: Phép đo Nhiệt Độ Chênh Lệch (DSC) đóng vai trò không thể thiếu trong lĩnh vực khoa học vật liệu, giúp các nhà nghiên cứu có cái nhìn toàn diện về tính ổn định nhiệt, hành vi và tính chất của các vật liệu. Ví dụ về polyethylene glycol, acid 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic (AMPS) và hydrogel polyethylene glycol-co-poly(acrylic acid/AMPS) thể hiện khả năng của DSC trong việc phát hiện các quá trình chuyển pha, thoát nước và phân hủy. Với những ứng dụng đa dạng, DSC tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự hiểu biết khoa học và đổi mới công nghệ.