DSC在高分子材料領域的應用

高分子材料所處的外部環境諸如光照（紫外輻射為主）、溫度、大氣中的氧氣、大氣中的物質（如雜質）或化學/生物介質等，會導致材料的過早老化，可能嚴重影響材料的使用性能，甚至導致零部件材料的失效。導致化學老化（如鏈降解）最常見的因素是氧化，因此，氧化穩定性是關系到油、脂肪、潤滑劑、燃料、塑料等高分子材料應用的重要測量標準。根據特定的行業標準，通過差示掃描量熱法（DSC）測定材料的氧化誘導溫度/氧化誘導期（OIT）來評價該材料的氧化穩定性。在實際應用中，有兩種不同的方法，即動態OIT測試和等溫OIT測試。動態測試時，樣品在氧化氣氛下以特定的升溫速率加熱，直到反應開始。氧化誘導溫度OIT（也被稱作氧化起始溫度OOT）與DSC放熱曲線中外推的起始溫度相同。等溫OIT測試中，待測樣品先在保護氣氛中加熱，然后恒溫數分鐘以建立平衡，最后通入氧化氣氛比如氧氣或空氣。從開始通入氧化氣氛，至樣品起始發生氧化的這段時間差稱為氧化誘導期OIT。ASTM D3895（聚乙烯）、DIN EN 728（塑料管道）、ISO 11357-6（塑料）等一系列國家和國際標準中詳細介紹了測定樣品OIT的相關流程，涉及樣品制備、測量和數據分析等方方面面。通常情況下，測試使用的坩堝為敞口坩堝或者坩堝加蓋扎孔。對于聚烯烴類（如聚乙烯或聚丙烯）樣品，氧化誘導期（OIT）越長，則氧化穩定性越高，材料的使用壽命越長。