炭黑分析仪原理

炭黑含量测试仪是一种用于测量材料中炭黑含量的仪器。本文将介绍炭黑含量测试仪的基本原理、使用方法及其优缺点，并结合实际应用场景阐述其重要性和应用价值。上海和晟 HS-TH-3500 炭黑含量测试仪基本原理炭黑含量测试仪的基本原理是通过在氧气环境中燃烧样品中炭黑，对材料中的炭黑进行定量分析。使用方法使用炭黑含量测试仪需要按照以下步骤进行：准备样品：将待测1g样品，并按照测试并放入燃烧舟。开机预热：打开测试仪，通几分钟氮气，设置升温程序。放置样品：将准备好的样品放入石英管中。开始测试：按下测试按钮，试验结束后拿出样品。数据处理：根据公式计算出测试结果。炭黑含量测试仪的优点包括：精度高：可以精确测量材料中的炭黑含量。快速方便：测试速度快，操作简单方便。适用范围广：可以用于测量各种材料中的炭黑含量，如塑料、橡胶、涂料等。炭黑含量测试仪的缺点包括：价格较高：仪器价格相对较高，不是所有用户都能承担。需要专业操作：需要对操作人员进行专业培训，否则会影响测试结果的准确性和可靠性。实际应用炭黑含量测试仪在工业生产、科学研究、质量检测等领域有广泛的应用。在工业生产中，可以利用炭黑含量测试仪对原材料中的炭黑进行定量分析，从而控制生产过程中的原料配比和产品质量。在科学研究领域，可以利用炭黑含量测试仪对新型材料中的炭黑进行定量分析，从而了解材料的物理和化学性质。在质量检测中，可以利用炭黑含量测试仪对产品中的炭黑进行定量分析，从而保证产品的质量和安全性。结论未来，随着科学技术的不断发展和进步，炭黑含量测试仪将会更加完善和先进，为材料研究和生产提供更加准确和可靠的数据支持。同时，随着人们对材料性质和反应过程的理解不断深入，炭黑含量测试仪将会发挥更加重要的作用，为科学研究和社会发展做出更大的贡献。

摘要采用GB13021《聚乙烯管材和管体炭黑含量测定（热失重法）》和热重分析仪两种方法测定聚乙烯中炭黑含量。对两种方法的测定结果进行了比较，结果表面，两种方法均有良好的重复性和准确度，测定结果基本一致，采用不同方法得到的测定结果间可以互相参考　　关键词 GB13021，热重分析依法，炭黑含量　　Carbon black content in polyethylene was determined by two methods of GB13021, polyethylene pipe and tube carbon black content determination (thermal gravimetric method) and thermo gravimetric analyzer. Compared with the measurement results of the two methods of the surface, the two methods have good repeatability and accuracy. The measurement results are basically the same, the determination results obtained by different methods can reference each other　　Key wordsGB13021, thermal gravimetric analysis, carbon black content　　近年来，聚乙烯管材已成为继PVC之后，世界消费量第二大的塑料管道品种，广泛应用于给水、农业灌溉、燃气输送、排污、油田、化工、通讯等领域。无添加剂的聚乙烯耐气候老化和日光曝晒性能很差，因而实际使用时都会添加炭黑［1］。炭黑能使材料具有足够的抗紫外老化能力，当炭黑含量为2.0%～3.0%时可确保有效地防止紫外线的影响［2］。由于炭黑含量大小对聚乙烯管材具有重要的影响，许多标准都对聚乙烯中的炭黑含量作了规定，为了研发生产和销售的目的，炭黑含量是聚乙烯管材必须进行检测的指标。目前管道用塑料中炭黑含量的测试方法主要执行GB13021–1991［3］。使用热重分析仪是现在常用的热分析手段，用来测量高聚物的成分极为方便，常用标准是ASTME1131–2008［4］，热重分析仪也可以用于测定聚乙烯中的炭黑含量。目前这两种方法并存，不同实验室间经常采用不同的方法测试，存在炭黑含量分析结果无法直接比较的问题。笔者用以上两种方法测定同批聚乙烯粒料中的炭黑含量，对不同测试方法的优缺点、测量重复性以及两种方法测试结果的一致性进行了探讨，对炭黑含量测试方法的选择提供了参考。1实验部分　　1.1主要仪器与材料　　炭黑含量分析仪：HS-TH-3500型，上海和晟仪器科技有限公司；机械分析天平：精度0.0001g，上海天平仪器厂；热重分析仪：STA449C型；德国耐驰公司；电子天平：M2P型，德国赛多利斯公司；聚乙烯：市售。　　1.2实验方法　　1.2.1GB13021法　　称取试样质量m1(1±0.05)g置于样品舟中，将样品舟放入炭黑含量分析仪中，调氮气流量130mL／min，在氮气保护下升温至600℃，恒温裂解30min，取出后放入干燥器冷却至室温，称量质量m2，再放入马弗炉中950℃灼烧10min，取出放入干燥器冷却至室温，称量质量m3。炭黑含量c(%)　　按式(1)计算。　　1.2.2热重分析仪法　　称取试样质量(10±0.05)mg放入样品架上，合上加热炉，设置升温程序，氮气气氛下室温升至550℃，转换成氧气，在氧气气氛下升温至750℃，计算机自动采集升温过程中样品质量变化。　　2结果与讨论　　2.1测量结果比较　　按照1.2.1测定聚乙烯中炭黑的含量，测定结果见表1。　按照1.2.2测定聚乙烯样品的热重曲线(见图1)。根据曲线上各步失重的百分数可以判断样品分解机理及各组分的含量。随着温度升高，聚乙烯发生裂解，持续到550℃质量恒定，因为炭黑在高纯氮气中不发生反应，此时切换气体，通入氧气，使炭黑反应至完全，试样质量再次恒定。从550℃切换氧气到650℃质量稳定时发生的质量减少就是聚乙烯中的炭黑含量。650℃质量稳定后剩余物质为聚乙烯中的灰分。聚乙烯样品中碳黑含量的测定结果列于表1。从测试结果看，两种测试方法的相对标准偏差均小于3%，说明两种方法均具有较好的重复性，其中热重分析仪法的相对标准偏差比GB13021的相对标准偏差略大，这跟热重分析仪法样品量少、样品不均匀有关。两种方法测试结果的一致性可以采用以下方法进行［5］：假设两种测试方法的测试结果分别为x11，x12…x1n，平均值为x1，标准偏差为S1；x21，x22…x2n，平均值为x2，标准偏差为S2。若把xx12-看作随机变量，则根据方差的基本法则有：　　故若xx2S12(x1x2)-G-则认为两组数据是一致的。将表1中的数据代入公式可以计算出：xx0.8212-=，2S(x1-x2)=0.83，计算结果表明两组数据一致。两种方法测试的结果具有一致性，可以用来相互比对。　　2.2热重分析仪法准确度　　热重分析仪在分析过程中自动记录样品实时质量，人为因素小，热失重量的准确度可以用标准CaC2O4来验证。CaC2O4H2O随着温度升高会发生以下3步化学反应：CaC2O4H2O(固)=CaC2O4(固)+H2O(气)(3)CaC2O4(固)=CaCO3(固)+CO(气)(4)CaCO3(固)=CaO(固)+CO2(气)(5)在每步反应中都有气体放出，从而固体出现失重现象，根据化学反应方程和分子量就可以计算出每步化学反应的理论失重量。CaC2O4H2O的每步化学反应都可以反映在热失重曲线上，用热重分析仪得到的CaC2O4H2O失重量和理论值列于表2。　从表2可以看出热重分析仪在550～750℃内的测量相对偏差为1.3%，测量准确度高。热重分析仪法和GB13021方法测量炭黑含量的结果可靠。热重分析仪法快捷方便，但是测量相对标准偏差比GB13021测试方法的要大，原因是进行热重分析时所用样品量只有10mg，如果样品中的炭黑分布不均匀，用热重分析仪测聚乙烯中的炭黑含量时就会增大测试标准偏差。建议用热重分析法分析炭黑含量时尽量从多个聚乙烯颗粒上取样并且适当增加样品量。　　3结语　　从实验过程及分析结果可以看出炭黑含量分析的两种不同方法具有以下特点：（1）两种测试方法均可用来测定聚乙烯中的炭黑含量，测定结果基本一致，具有可比性。（2）GB13021法测炭黑含量试验重复性好，但是用到炭黑分析仪和马弗炉两种设备，实验过程中需要冷却和3次称量，操作较热重分析仪复杂。（3）热重分析法操作方便、快捷，结果直观，但是由于所用样品量小，测试结果标准偏差较大，测试中容易出现异常值，应该从多个颗粒上取样，尽可能增加样品量，测试次数至少2次，当出现两次偏差较大时，增加测试次数。

Xigo Area是基于NMR弛豫时间技术的润湿颗粒比表面的分析仪器，它所采用的原理是基于这样一种现象：即与颗粒表面结合的液体比自由或散装液体的弛豫时间要短得多。基于核磁共振（NMR）原理，对悬浮液状态下纳米和微米颗粒进行比表面分析测量弛豫时间T2和T1，整个过程从开始到结束只需5分钟。仪器功能：润湿比表面积；弛豫时间T1/T2；T1时间扫描可直接对中间体或配方原浓悬浮液样品进行直接地测量，对样品的分散性、浸润性或纳米颗粒的表面修饰，都是一种理想的表征手段。应用领域：陶瓷浆料、电子浆料、导电油墨、碳基油墨、铜-铂卤菁、银浆、燃料电池、催化剂、炭黑、碳纳米管、纳米石墨、石墨烯等材料及制药领域可进行连续流动测定或在线测定创新点： Acorn AreaTM 润湿颗粒比表面分析仪来自美国 Xigo 纳米工具公司革命性的设计，可以对悬浮液状态下纳米和微米颗粒进行比表面测量和分析。这项专利技术基于核磁共振（NMR）原理，同传统的气体吸附法比表面测量，具有多项独特的优势。 整个测量过程从开始到结束只需 5 分钟。由于软件可以自动设定所要优化的测量参数，操作者几乎不经培训即可操作。与传统方法测量原料不同， Xigo Area 可以直接对中间体或配方原浓悬浮液样品进行直接地测量，并且测量速度要快几个数量级，对样品的分散性、浸润性或纳米颗粒的表面修饰，都是一种理想的表征手段。 Xigo Area润湿比表面分析仪

同步热分析仪是一种重要的材料科学研究工具，它可以同时提供热重（TG）和差热（DSC）信息，对于材料科学研究与开发具有重要意义。本文将介绍同步热分析仪的基本原理、工作流程及其在实际应用中的意义和作用。上海和晟 HS-STA-002 同步热分析仪同步热分析仪的基本原理是基于热重和差热分析技术的结合。热重分析是一种测量样品质量变化与温度关系的分析技术，可以研究样品的热稳定性、分解行为等。差热分析是一种测量样品与参比物之间的温度差与时间关系的分析技术，可以研究样品的相变、反应热等。同步热分析仪将这两种分析技术结合在一起，可以在同一次测量中获得样品的热重和差热信息，从而更全面地了解样品的热性质。同步热分析仪的工作流程包括实验前的准备、实验过程中的操作和数据处理等步骤。实验前需要选择合适的坩埚、样品和实验条件，将样品放入坩埚中，然后将坩埚放置在仪器中进行测量。在实验过程中，仪器会记录样品的重量变化和温度变化，并将这些数据传输到计算机中进行处理和分析。数据处理包括绘制热重曲线和差热曲线、计算样品的热性质等。同步热分析仪在实际应用中具有广泛的意义和作用。它可以帮助科学家们更好地了解材料的热性质和化学性质，从而为材料的开发和应用提供重要的参考。例如，在研究高分子材料的合成和加工过程中，同步热分析仪可以用来研究材料的熔融、结晶、氧化等行为，从而指导材料的制备和加工过程。此外，同步热分析仪还可以在药物研发、陶瓷材料等领域得到广泛应用。

综合热分析仪是一种广泛应用于材料科学、化学、物理等领域的仪器，能够同时测量物质的多种热学性质、设备综合热重分析仪TGA及差示扫描量热仪DSC等。本文将介绍综合热分析仪的基本原理、应用场景及其优劣比较。上海和晟 HS-STA-002 综合热分析仪综合热分析仪的基本原理是热平衡法，即通过加热和冷却待测物质，并记录物质在不同温度下的热学性质。在具体操作中，将待测物质放置在加热炉中，加热炉会按照设定的程序进行加热和冷却，并使用热电偶等传感器记录物质在不同温度下的热学性质。通过数据处理软件，可以将这些数据转化为物质的热容、热导率、热膨胀系数等参数。综合热分析仪在各个领域都有广泛的应用。在材料科学领域，可以利用综合热分析仪研究材料的热稳定性、相变行为等性质，以确定其加工和制备工艺；在化学领域，可以利用综合热分析仪研究化学反应的动力学过程和反应速率常数，为新材料的开发和优化提供依据；在物理领域，可以利用综合热分析仪研究物质的热学性质和物理性能，为新技术的开发和应用提供支持。综合热分析仪的优点在于其能够同时测量物质的多种热学性质，且测量精度高、重复性好。此外，综合热分析仪还具有操作简便、自动化程度高等特点，可以大大减少实验操作的时间和人力成本。然而，综合热分析仪也存在一些缺点，如价格昂贵、维护成本高、对实验条件要求严格等。总之，综合热分析仪是一种重要的仪器，具有广泛的应用场景和优劣比较。在实际使用中，应根据具体需求选择合适的综合热分析仪，以获得更准确的实验结果。随着科技的不断发展，相信未来综合热分析仪将会在更多领域得到应用，并推动材料研究和开发的进步。

热失重分析仪是一种重要的材料表征工具，它能够提供有关材料性质的重要信息，如热稳定性、分解行为和反应动力学等。本文将介绍热失重分析仪的工作原理、设备构成、实验流程以及数据分析等方面的内容。上海和晟 HS-TGA-101 热失重分析仪热失重分析仪主要利用样品在加热过程中质量的损失来分析其热性质。仪器通过高精度的称量装置，实时监测样品在加热过程中的质量变化，并将质量信号转化为电信号。这些电信号进一步被数据采集装置转化为可分析的数据，从而得到样品的热失重曲线。热失重分析仪的主要组成部分包括称量装置、加热装置和数据采集装置。称量装置负责样品的质量测量，要求具有极高的精度和稳定性；加热装置则为样品提供加热环境，要求具备可调的加热速率和温度范围；数据采集装置则负责将质量信号转化为电信号，并进行进一步的数据处理和输出。实验流程一般包括以下几个步骤：首先，将样品放置在称量装置中并设置加热装置参数；然后开始加热，同时数据采集装置开始工作；在加热过程中，持续观察并记录样品的质量变化；最后，通过数据处理软件对数据进行处理和分析。在实验过程中，需要注意安全事项。首先，要确保实验室内有良好的通风系统，避免长时间处于高温环境下；其次，要随时观察样品的状态变化，避免发生意外情况；最后，在实验结束后，要对设备进行及时清洗和维护，确保设备的正常运行。数据分析是热失重分析仪的重要环节。通过对热失重曲线的分析，可以得出样品的热稳定性、分解行为和反应动力学等方面的信息。通过对这些数据的处理和分析，可以得出样品在不同条件下的性能表现，为材料的优化设计和改性提供理论支持。综上所述，热失重分析仪是一种重要的材料表征工具，它可以提供有关材料性质的重要信息。通过了解热失重分析仪的工作原理、设备构成、实验流程以及数据分析等方面的内容，我们可以更好地理解和应用这一技术。热失重分析仪在材料科学、化学、生物学等领域具有广泛的应用价值，对于科研工作者来说具有重要的意义。

p 　　热重分析是在程序控温和一定气氛下，测量试样的质量与温度或时间关系的技术。使用这种技术测量的仪器就是热重分析仪(Thermogravimetric analyzer-TGA)，热重分析仪也被称为热天平。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热重分析仪基本结构 /strong /span /p p 　　热重分析仪的主要部件有热天平、加热炉、程序控温系统、气氛控制系统。 /p p strong 热天平 /strong /p p 　　热天平的主要工作原理是把电路和天平结合起来。通过程序控温仪使加热电炉按一定的升温速率升温(或恒温)，当被测试样发生质量变化，光电传感器能将质量变化转化为直流电信号。此信号经测重电子放大器放大并反馈至天平动圈，产生反向电磁力矩，驱使天平梁复位。反馈形成的电位差与质量变化成正比(即可转变为样品的质量变化)。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/d515a402-1f0a-4ba4-a12b-725e7f252d60.jpg" title=" 电压式微量热天平.png" / /p p style=" text-align: center " strong 电压式微量热天平 /strong /p p 　　热天平结构图如图所示。电压式微量热天平采用的是差动变压器法，即零位法。用光学方法测定天平梁的倾斜度，以此信号调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流，线圈转动恢复天平梁的倾斜。另一解释为：当被测物发生质量变化时，光传感器能将质量变化转化为直流电信号，此信号经测重放大器放大后反馈至天平动圈，产生反向电磁力矩，驱使天平复位。反馈形成的电位差与质量变化成正比，即样品的质量变化可转变电压信号。 /p p 　　TGA有三种热天平结构设计：上置式(上皿式)设计—天平置于测试炉体下方，试样支架垂直托起试样坩埚 悬挂式(下皿式)设计—天平位于测试炉体上方，坩埚置于下垂支架上 水平式设计—天平与测试炉体处于同一水平面，坩埚支架水平插入炉体。 /p p 　　天平与炉体间须采取结构性措施防止天平受到来自炉体热辐射和腐蚀性物质的影响。 /p p 　　天平的主要性能指标有分辨率和量程。根据分辨率不同可分为半微量天平(10μg)、微量天平(1μg)和超微量天平(0.1μg)。 /p p 　　物体的质量是物体中物质量的量度，而物体的重量是质量乘以重力加速度所得的力，TGA测量的是转换成质量的力。由于气体的密度会随炉体温度的变化而变化，需要对测试过程中试样、坩埚及支架受到的浮力进行修正。可采用相同的测试程序进行空白样测试以得到空白曲线，再由试样测试曲线减去空白曲线即可进行浮力修正。 /p p strong 加热炉 /strong /p p 　　炉体包括炉管、炉盖、炉体加热器和隔离护套。炉体加热器位于炉管表面的凹槽中。炉管的内径根据炉子的类型而有所不同。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/08fe3180-30d2-44d5-9bb8-da75c8e8d5a6.jpg" title=" 炉体结构图.png" / /p p style=" text-align: center " strong 炉体结构图 /strong /p p 　　1-气体出口活塞，石英玻璃 2-前部护套，氧化铝 3-压缩弹簧，不锈钢 4-后部护套，氧化铝 5-炉盖，氧化铝 6-样品盘，铂/铑 7-炉温传感器，R型热电偶 8-样品温度传感器，R型热电偶 9-冷却循环连接夹套，镀镍黄铜 10-炉体法兰冷却连接，镀镍黄铜 11-炉休法兰，加工过的铝 12-转向齿条，不锈钢 13-收集盘，加工过的铝 14-开启样品室的炉子马达 15-真空和吹扫气体入口，不锈钢 16.保护性气体入口，不锈钢 17-用螺丝调节的夹子，铝 18-冷却夹套，加工过的铝 19-反射管，镍 20-隔离护套，氧化铝 21-炉子加热器，坎萨尔斯铬铝电热丝Al通路 22-炉管，氧化铝 23-反应性气体导管，氧化铝 24-样品支架，氧化铝 25-炉体天平室垫圈，氟橡胶 26-隔板、挡板，不锈钢 27-炉子与天平室间的垫圈，硅橡胶 28-反应性气体入口，不锈钢 29-天平室，加工过的铝 /p p strong 程序控温系统 /strong /p p 　　加热炉温度增加的速率受温度程序的控制，其程序控制器能够在不同的温度范围内进行线性温度控制，如果升温速率是非线性的将会影响到TGA曲线。程序控制器的另一特点是，对于线性输送电压和周围温度变化必须是稳定的，并能够与不同类型的热电偶相匹配。 /p p 　　当输入测试条件之后(温度起止范围和升温速率)，温度控制系统会按照所设置的条件程序升温，准确执行发出的指令。所有这些控温程序均由热电偶传感器(简称热电偶)执行，热电偶分为样品温度热电偶和加热炉温度热电偶。样品温度热电偶位于样品盘下方，保证样品离样品温度测量点较近，温度误差小 加热炉温度热电偶测量炉温并控制加热炉电源，其位于炉管的表面。 /p p strong 气氛控制系统 /strong /p p 　　气氛控制系统分为两路，一路是反应气体，经由反应性气体毛细管导入到样品池附近，并随样品一起进入炉腔，使样品的整个测试过程一直处于某种气氛的保护中。通入的气体由样品而定，有的样品需要通入参与反应的气体，而有的则需要不参加反应的惰性气体 另一路是对天平的保护气体，通入并对天平室内进行吹扫，防止样品加热时发生化学反应而放出的腐蚀性气体进入天平室，这样既可以使天平得到很高的精度，也可以延长热天平的使用寿命。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热重分析仪测量曲线 /strong /span /p p 　　热重分析仪测量得到的曲线有TGA曲线与DTG曲线。TGA曲线是质量对温度或时间绘制的曲线，DTG曲线是TGA曲线对温度或时间的一阶微商曲线，体现了质量随温度或时间的变化速率。 /p p 　　当试样随温度变化失去所含物质或与一定气氛中气体进行反应时，质量发生变化，反应在TGA曲线上可观察到台阶，在DTG曲线上可观察到峰。 /p p 　　引起试样质量变化的效应有：挥发性组分的蒸发，干燥，气体、水分和其他挥发性物质的吸附与解吸，结晶水的失去 在空气或氧气中的氧化反应 在惰性气氛中发生热分解，并伴随有气体产生 试样与气氛的非均相反应。 /p p 　　同步热分析仪STA将热重分析仪TGA与差示扫描量热仪DSC或差热分析仪DTA整合在一起。可在热重分析的同时进行DSC或DTA信号的测量，但灵敏度往往不及单独的DSC，限制了其应用。 /p

QuEChERS的原理　　3.1 QuEChERS方法原理　　QuEChERS原理与高效液相色谱和固相萃取相似，都是利用吸附剂填料与样品基质中的杂质相互作用，吸附杂质从而达到除杂净化的目的。均质后的样品经乙腈(或酸化乙腈提取后，采用萃取盐盐析分层后，利用基质分散萃取机理，采用PSA或其它吸附剂与基质中绝大部分干扰物(有机酸、脂肪酸、碳水化合物等)结合，通过离心方式去除，从而达到净化的目的。　　QuEChERS方法的步骤可以简单归纳为：　　(1)样品粉碎 　　(2)单一溶剂乙腈提取分离 　　(3)加入MgSO4 等盐类除水 　　(4)加入乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)等吸附剂除杂 　　(5)上清液进行GC-MS、LC-MS 检测(图6)。　　注：对高色素含量的样品，可采用PSA/C18/石墨化炭黑净化管进行净化。　　图6 QuEChERS方法的主要步骤　　3.2 提取液的选择　　食品中农药残留检测前处理常用的提取剂有丙酮、乙酸乙酯、乙腈等，QuEChERS 法最初的研究对象是针对水果、蔬菜等含水量较高的农产品，丙酮虽然可以从样品中很好地提取出残留农药，但是其水溶性过强，很难与基质中的水分分开，从而提高了分离难度且影响试验结果 乙酸乙酯只能部分和水互溶，较易分离，但其对于强极性农药无法从含水基质中萃取完全，因而也不是合适的选择。乙腈相对于乙酸乙酯和丙酮可以对水果、蔬菜样品中的农药有更强的选择性，不易提取出多余的杂质，且可以通过盐析较易与基质中的水分分离，所以该方法最终选择乙腈作为最合适的提取剂。实验数据表明，在回收率方面，对于非极性农药来说，乙腈与乙酸乙酯没有明显的区别，但是乙腈可以提供更稳定的结果，相对标准偏差(RSD)值更小 对于极性农药(拒嗪酮、甲胺磷、乙酰甲胺磷等)来说，乙腈的提取效率要高很多。　　3.3 QuEChERS方法中常用的吸附净化剂　　表1 QuEChERS方法中常用的吸附净化剂及其作用　　目前报道的QuEChERS方法中使用的填料通常包括PSA(乙二胺基-N-丙基)、C18、无水MgSO4和GCB(石墨化炭黑)等，MgSO4常被用作含水分样品的基础除水剂，PSA通过胺基的弱离子交换作用和极性基质成分形成氢键，从而吸附和消除样品基质中的糖类、色素以及脂肪酸。GCB对杂质有强烈的吸附作用，但同时对非极性农药和具有平面结构的物质也有一定的吸附作用，二者结合能够对样品中不同类型的杂质起到好的吸附作用，所以吸附剂的选择和用量是净化步骤的重点(表1)。　　C18是目前使用最多的一种吸附剂，对非极性化合物有较强吸附作用，常被用来去除极性溶液中的非极性化合物，对于中药基质来说，C18主要用于去除共萃物中的非极性组分，如油脂等。弗罗里硅土主要成分是硅酸镁，属于极性吸附剂，适用于从非极性的溶液中萃取极性化合物(如胺类、羟基类及含杂原子或杂环化合物)，主要用于有机氯和拟除虫菊酯类农药的前处理净化。硅胶为非键合的活性硅土，是最强的极性吸附剂，将目标化合物溶在非极性溶剂中，通过增强四氢呋喃或乙酸乙酯来逐渐增加溶剂的极性，将目标物与干扰物分开。石墨化炭是将炭黑在惰性条件下加热到2700-3000度而制成，表面是六个碳原子构成的平面六角形，这种结构对于平面芳香环结构以及具有六元环结构的分子具有很强的选择性，石墨化炭属于疏水性填料，其结构特点是石墨化炭吸附剂既适用于萃取非极性至中等极性的化合物，也可用于对极性化合物的萃取。在中药材样品中的应用主要是除去叶类或全草类中药中的色素。对于复杂样品，仅采用一种填料的净化方式并不能达到理想净化效果，常需要含有不同吸附剂的组合净化。　　3.4 针对不同极性农药QuEChERS方法吸附剂的选择[4]　　酸性农药(如2,4-D、灭草松等)会和氨基型吸附剂(如NH2、PSA等)发生结合而导致回收率降低，因此，对于分析含有这类目标化合物时，最好的分析方法是跳过分散基质萃取步骤直接进LC-MS/MS分析，可采用尼卡巴嗪作为内标。　　由于石墨化碳对于片状化合物的特殊选择性，使用石墨化碳黑时可能也导致片状农药(百菌清、克菌丹等)的回收率降低，可以考虑通过在萃取液中加入甲苯来提高该类农药的回收率(乙腈/甲苯比率一般为3:1)。另外部分样品如鳄梨、花生、橄榄油等含有较多的脂肪，由于脂肪在乙腈中的溶解度有限，所以会导致部分脂溶性好的农药(如六氯苯、DDT等)的回收降低，因此可选择两种方式进行处理：(1)将萃取液或净化后样品放入冰箱冷冻1h以上(或冷冻过夜) (2)反相吸附剂吸附去除：在萃取液中加入C18或C8吸附剂，吸附去除脂肪。　　经典QuEChERS方法对酸或碱敏感的农药的萃取效率较低，当样品的基质环境在pH值在5-5.5，这类农药可以获得一个更稳定的结果。因此，可采用了乙酸钠和柠檬酸缓冲盐体系来保证样品基质环境的pH值5-5.5，这样既可以保证碱不稳定的农药(如克菌丹、灭菌丹和对甲抑菌灵等的回收，也可以保证酸不稳定的农药等的回收。而对于一些基本身基质质非常酸的样品(pH　　(1)GC-MS/MS方法采用溶剂置换避免了乙腈对气相色谱柱和检测器的损伤，无需LVI上样 　　(2)结合了EN和AOAC的优势，蔬菜水果用EN方法结果更准确 谷物、茶叶等用AOAC方法净化效果更好 　　(3)使用空白基质做标准曲线，结果更准确 　　(4)使用陶瓷均质子，混匀效果更好 　　(5)对于颜色较深的蔬菜水果，建议增大GCB的含量。　图7 GB 23200.113-2018方法　　　　图8 GB 23200.121-2021方法　　这两个标准将QuEChERS方法的全面引入，一个样品使用同一个前处理方法即可同时用于GC-MS/MS和LC-MS/MS检测，大大简化了前处理过程，缩短前处理时间，提高了国标方法的适用性和检测效率。GC-MS/MS标准中包含有机磷、有机氯、菊酯、三唑类、酰胺类、三嗪类、苯氧羧酸类、氨基甲酸酯类等208种农药，LC-MS/MS标准中包含剧毒禁用有机磷及氨基甲酸酯类农药，又涉及到常用销量大农药品种如三唑类杀菌剂及苯甲酰脲类杀虫剂等375种农药，其中重合的农药有118种，两个标准共包含465种农药。因此，仅需两针进样即可完成GB 2763-2019《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》中规定的大多数农药残留品种测定(图9)。　　　　图9 GB 23200.113-2018和GB 23200.121-2021对比　　由于中药材基质的复杂性，样品经提取后不仅将残留的农药提取出来，样品基质的相关成分如油脂、色素、糖分、蛋白质、有机酸等也会一同提取出来，这些共萃物会严重污染仪器的色谱系统，影响待测物的离子化效果，进而干扰检测结果。　　与食品/农产品相比，中药材与天然药物的农药残留分析具有以下特征[2]：　　(1)中药资源广泛，种类繁多，大部分样品还需经过复杂多样的炮制过程，给农药残留测定带来更多的不确定因素 　　(2)中药材与天然药物所含次生代谢产物较多，种类又复杂多样，有的次生代谢物的含量还会远高于农药残留的水平，这个中药材与天然药物的农药残留测定带来较大挑战 　　(3)中药材与天然药物的服用人群为身体患有疾病或体质较为虚弱的人，相较食品而言，中药材与天然药物对农药最大残留限量的要求会更严格 　　(4)长期以来，中药材多为小农户生产，缺乏统一科学的植物保护指导，造成中药材与天然药物施用农药较为混乱，施用种类无法有效统计，这就对中药材与天然药物中农药残留测定的种类提出了更高的要求。综上所述，中药农残分析对前处理技术提出了更高的要求。　　表2 2020年版《中国药典》中药材农残前处理方式的对比　　2020年6月，《中国药典》2020年版正式出版，33种禁用农药正式列入2020年版《中国药典》四部通则《0212药材和饮片检定通则》。2020版药典在四部通则《2341农药残留量测定法》中新增了“第五法 药材及饮片(植物类)中禁用农药多残留测定法”。考虑到中药材基质的复杂性， QuEChERS作为可供选择的三种前处理方法之一被正式列入，除此之外还有直接提取法和固相萃取净化法(表2)。　　药典中QuEChERS方法其主要步骤如图10所示，特点主要为：　　(1)因为兼顾GC-MS/MS和LC-MS/MS分析，没有对上机液中乙腈进行溶剂置换，会对GC-MS/MS色谱柱造成损害，影响使用寿命，最好能配合PVT-LVI进样系统使用 　　(2)使用了酸性乙腈提取，部分农药对酸敏感，pH=5的提取液条件下，几天内会发生分解，处理完后需尽快上机测定 　　(3)使用空白基质做标准曲线，结果更准确 　　(4)方法提取步骤中没有提及使用陶瓷均质子，因此前面样品均质时需均质充分 　　(5)使用了C18和硅胶填料，对样品中脂肪和糖类有较好去除效果。　　图10 2020年版《中国药典》2341通则QuEChERS法

p 　　常规的热分析仪器主要有热重分析仪(TGA)，差热分析仪(DTA)，差示扫描量热仪(DSC)，热机械分析仪(TMA)和动态热机械分析仪(DMA)。 /p p 　　热分析仪器测量各种各样的物理量需要靠其核心部件来实现。这些部件有电子天平、热电偶传感器、位移传感器等。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 电子天平 /strong /span /p p 　　电子天平是热重分析仪(TGA)和同步热分析仪(STA)的核心部件，是测量试样质量的关键。 /p p 　　电子天平采用了现代电子控制技术，利用电磁力平衡原理实现称重。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/b44413c9-13e5-46ab-a916-78c021d42f3e.jpg" title=" 电压式微量热天平.png" / /p p style=" text-align: center " strong 电压式微量热天平 /strong /p p 　　天平的秤盘通过支架连杆与线圈连接，线圈置于磁场内，当向秤盘中加入试样或被测试样发生质量变化时，天平梁发生倾斜，用光学方法测定天平梁的倾斜度，光传感器产生信号以调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流，线圈转动恢复天平梁的倾斜。在称量范围内时，磁场中若有电流通过，线圈将产生一个电磁力F，可用下式表示： /p p style=" text-align: center " F=KBLI /p p 　　其中K为常数(与使用单位有关)，B为磁感应强度，L为线圈导线的长度，I为通过线圈导线的电流强度。电磁力F和秤盘上被测物体重力的力矩大小相等、方向相反而达到平衡。即处在磁场中的通电线圈，流经其内部的电流I与被测物体的质量成正比，只要测出电流I即可知道物体的质量m。 /p p 　　无论采用何种控制方式和电路结构，其称量依据都是电磁力平衡原理。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热电偶传感器 /strong /span /p p 　　热电偶传感器是所有热分析仪器均会用到的部件，用于测定不同部位(试样、炉体)的温度。 /p p 　　热电偶传感器是工业中使用最为普遍的接触式测温装置。这是因为热电偶具有性能稳定、测温范围大、信号可以远距离传输等特点，并且结构简单、使用方便。热电偶能够将热能直接转换为电信号，并且输出直流电压信号，使得显示、记录和传输都很容易。 /p p 　　热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect)，即热电效应。热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度。 /p p 　　热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数 热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关 当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关 若热电偶冷端的温度保持一定，热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B连接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个连接点之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 位移传感器 /strong /span /p p 　　位移传感器是热膨胀仪(DIL)、热机械分析仪(TMA)和动态热机械分析仪(DMA)中会用到的核心部件。通过测定直接放置于试样上或覆盖于试样的石英片上的探头的移动，来测定试样的尺寸变化。 /p p 　　LVDT位移传感器，LVDT(Linear Variable Differential Transformer)是线性可变差动变压器缩写,属于直线位移传感器。LVDT的结构由铁心、衔铁、初级线圈、次级线圈组成。初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈内部有一个可自由移动的杆状衔铁。当衔铁处于中间位置时，两个次级线圈产生的感应电动势相等，这样输出电压为0 当衔铁在线圈内部移动并偏离中心位置时，两个线圈产生的感应电动势不等，有电压输出，其电压大小取决于位移量的大小。为了提高传感器的灵敏度，改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围，设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反，LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差，这个输出的电压值与铁心的位移量成线性关系。线圈系统内的铁磁芯与测量探头连接，产生与位移成正比的电信号。电磁线性马达可消除部件的重力，保证探头传输希望的力至试样。使用的力通常为0~1N。 /p

p 　　热机械分析是在程序控温非振动负载下(形变模式有膨胀、压缩、针入、拉伸或弯曲等不同形式)，测量试样形变与温度关系的技术，使用这种技术测量的仪器就是热机械分析仪(Thermomechanical analyzer-TMA)。 /p p 　　热机械分析仪的结构如图所示。试样探头上下垂直移动，探头上的负载由力发生器产生，探头由固定在其上面的悬臂梁和螺旋弹簧支撑，通过加马力马达对试样施加载荷，位移传感器测量探头的位置。探头直接放置于试样上，或者放置于试样上的石英圆片上 测量试样温度的热电偶置于试样下。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/b6873b57-b49c-48ca-813d-250f596f2cd4.jpg" title=" 热机械分析仪结构示意图.jpg" width=" 400" height=" 339" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 339px " / /p p style=" text-align: center " strong 热机械分析仪结构示意图 /strong /p p style=" text-align: center " 1.气体出口旋塞 2.螺纹夹 3.炉体加热块 4.水冷炉体加套 5.试样支架 6.炉温传感器 7.试样温度传感器 8.反应气体毛细管 9.测量探头 10.垫圈 11.恒温测量池 12.力发生器 13.位移传感器(LVDT) 14.弯曲轴承 15.校正砝码 16.保护气进口 17.反应气进口 18.真空连接与吹扫气入口 19.冷却水 20.试样 /p p 　　TMA的核心部件是LVDT位移传感器，LVDT(Linear Variable Differential Transformer)是线性可变差动变压器缩写,属于直线位移传感器。LVDT的结构由铁心、衔铁、初级线圈、次级线圈组成。初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈内部有一个可自由移动的杆状衔铁。当衔铁处于中间位置时，两个次级线圈产生的感应电动势相等，这样输出电压为0 当衔铁在线圈内部移动并偏离中心位置时，两个线圈产生的感应电动势不等，有电压输出，其电压大小取决于位移量的大小。为了提高传感器的灵敏度，改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围，设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反，LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差，这个输出的电压值与铁心的位移量成线性关系。线圈系统内的铁磁芯与测量探头连接，产生与位移成正比的电信号。电磁线性马达可消除部件的重力，保证探头传输希望的力至试样。使用的力通常为0~1N。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/633cd90b-c338-4e46-9cce-ad33b88907d8.jpg" title=" TMA常用测量模式示意图.jpg" width=" 400" height=" 134" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 134px " / /p p style=" text-align: center " strong TMA常用测量模式示意图 /strong /p p strong 压缩或膨胀 /strong /p p 　　两面平行的试样上覆盖一片石英玻璃圆片，以使压缩应力均匀分布。膨胀测试时，作用在圆柱体试样上力仅产生很小的压缩应力。 /p p strong 针入模式 /strong /p p 　　这种模式通常用来测定试样在负载下软化或形变开始的温度。通常用球点探头作针入测试，开始时球点探头仅与试样上的很小面积接触，加热时如果试样软化，则探头逐渐深入试样，接触面积增大，形成球星凹痕，导致测试过程中压缩应力下降。 /p p strong 三点弯曲 /strong /p p 　　这种模式非常适合在压缩模式中不会呈现可测量形变的硬材料如纤维增强塑料或金属。 /p p strong 拉伸模式 /strong /p p 　　适合薄膜或纤维。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 典型的TMA测量曲线 /span /strong /p p strong 热膨胀系数测量曲线 /strong /p p 　　热膨胀系数(coefficient of thermal expansion，CTE)也简称为膨胀系数。 /p p 　　大多数材料在加热时膨胀。线膨胀系数α定义如下： /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/774dbd00-e900-436f-b22e-2a114baf6286.jpg" title=" TMA-1.jpg" / /p p 式中，dL为由温度变化dT引起的长度变化 L sub 0 /sub 为温度T sub 0 /sub (通常为室温25℃)时的原始长度 α单位为10 sup -6 /sup K sup -1 /sup 。 /p p strong 玻璃化转变的TMA测量曲线 /strong /p p 　　测定玻璃化转变温度是TMA最常进行的测试之一。在玻璃化转变处，由于热膨胀系数增大，导致膨胀测量曲线斜率明显增大。通过外推两段具有不同斜率热膨胀系数曲线所得到的焦点，即为玻璃化转变温度。 /p p strong 测量杨氏模量的DLTMA曲线 /strong /p p 　　如果采用振动负载，即负载呈周期性变化，则称为动态负载热机械分析(dynamic load thermomechanical analysis-DLTMA)，该模式为TMA的扩展功能，可测量试样的杨氏模量。如果能确保在测试过程中施加在整个试样上的机械应力相同，就可由DLTMA曲线测定杨氏模量(弹性模量)。 /p p 　　从原理上来说，DLTMA曲线类似于DMA曲线，傅里叶分析可得到应力应变之间的关系，可将复合模量分成储能模量和损耗模量。然而由于若干原因，这些计算并不准确，特别是用弯曲模式。因此，若想测定储能模量和损耗模量，最好用动态热机械分析DMA。 /p

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近日，麦克仪器宣布，公司已根据新修订的ASTM D1765-18橡胶制品中使用的炭黑分类标准，为从事炭黑表征的客户开发了一种优化的自动化解决方案。2019年，经过ASTMD24委员会关于炭黑的最终投票表决， strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 新修订的ASTM标准中 /span /strong 将采用ASTM& nbsp D7854-18c的测试方法， strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 通过测试平均压力下炭黑的孔隙体积对炭黑进行分类 /span /strong ，该举措旨在让炭黑的分类检测更加环保。麦克仪器的DVVA II全自动动态空隙体积分析仪则可以为用户提供完全符合ASTM新包规定的炭黑表征工具，分析时间仅约为十分钟，且分析过程安全环保。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 炭黑是一种应用广泛的填料，常用于优化、增强橡胶的性能。例如，生产防震轮胎。此外，特种炭黑还广泛用于塑料和颜料。由于具有多种材料特性，因此不同炭黑需要通过测量定义和区分不同的等级。炭黑骨料结构是一种能够为优化炭黑/聚合物比提供信息的特性之一，是关键的设计参数。以往，业内常使用 strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 吸油测试 /span /strong 来对这种结构进行分析，但分析用油常需有毒的油，因此会 strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 产生大量的有害废物 /span /strong ，同时还需要大量的样品，测试结果也不如ASTM新规定的孔隙体积测量值可重复。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据了解，在ASTM新的炭黑分类标准中，包含了 strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 一组十九种可商购的增强炭黑的孔隙体积值 /span /strong （施加压力和传递压力的几何平均值为50 MPa）。每种生产的炭黑都需要根据ASTM D7854-18c标准进行空隙体积测定，以提供每个等级的数值范围。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 麦克仪器的DVVA II采用的正是完全符合ASTM D7854-18c的标准方法，在确定炭黑骨结构孔隙体积的。仪器不断给样品施加压力到230 MPa，测量样品的表观体积的变化，并得出其与几何平均压力的函数关系。& nbsp & nbsp strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 使用DVVA II span style=" color: rgb(0, 0, 0) " ， /span 炭黑生产商和用户可以轻松有效地达到ASTM新标准的要求 /span /strong 。另外，该测量不需要化学试剂，样品消耗小，结果可高度重现，并且不会产生有害废物。 /p

p 　　元素定义：是 strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称 /span /strong ，到目前为止，人们在自然中发现的元素有90余种，人工合成的元素有20余种. /p p 　　元素(element)又称化学元素，指自然界中一百多种基本的金属和非金属物质，它们只由几种有共同特点的原子组成，其原子中的每一原子核具有同样数量的质子，质子数来决定元素是由种类。 /p p 　　明白了我们要检测的东西是什么，接下来就进入正题，看看各元素分析仪器的分析过程及性能对比。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-align: center color: rgb(0, 112, 192) " 主要元素分析仪器 /span /strong /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 1.紫外\可见光分光光度计(UV) /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 　　2.原子吸收分光光度计(AAS) /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 　　3.原子荧光分光光度计(AFS) /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 　　4.原子发射分光光度计(AES) /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 　　5.质谱(MS) /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 　　6.X射线分光光度计(XRF ) /span /strong /p p 　　常见分析仪器的归属类型： /p p 　　ICP-OES：是原子发射光谱的一种，原名ICP-AES后改名为ICP-OES /p p 　　ICP-MS: 无机质谱(MS)，用于分析元素含量，也用于同位素分析 /p p 　　FAAS、GAAS和 HGAAS(HAAS)：火焰原子吸收、石墨炉原子吸收和氢化物原子吸收，都属于原子吸收一类。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 各种元素分析仪器分析过程、特点及应用 /span /strong /p p 　　 strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 紫外\可见光分光光度计(UV) /span /strong /p p 　　 strong 1.分析过程： /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/e2fdc87e-0993-48a6-befd-0ce8f87e01a0.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p 　　 strong 2.原理： /strong /p p 　　利用比耳定律(A=ξbC)，其中ξ为摩尔吸光系数，对于固定物质为常数 b为样品厚度 C为样品浓度 A为吸光度。很明显，在样品厚度和摩尔吸光系数一定的情况下A与样品浓度成正比。 /p p 　　 strong 3.主要特点 /strong strong ： /strong /p p 　　(1)灵敏度高 /p p 　　(2)选择性好 /p p 　　(3)准确度高 /p p 　　(4)适用浓度范围广 /p p 　　(5)分析成本低、操作简便、快速、应用广泛 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 原子吸收和荧光分光光度计 /span /strong /p p 　　 strong 1.分析过程： /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/4893d001-558b-4388-a325-5cf4e753ce51.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" / /p p 　　 strong 2.原子吸收光谱法原理： /strong /p p 　　原子吸收光谱法 (AAS)是利用气态原子可以吸收一定波长的光辐射，使原子中外层的电子从基态跃迁到激发态的现象而建立的。 /p p 　　公式：A=KC /p p 　　式中K为常数 C为试样浓度 K包含了所有的常数。此式就是原子吸收光谱法进行定量分析的理论基础。 /p p 　　原子荧光光谱法是以原子在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的发射光谱分析法。所用仪器与原子吸收光谱法相近。 /p p 　　 strong 3.原子吸收主要特点： /strong /p p 　　(1)灵敏度高FAAS可以测试ppm-ppb级的金属 /p p 　　(2)原子吸收谱线简单，选择性好，干扰少。 /p p 　　(3)操作简单、快速，自动进样每小时可测定数百个样品 /p p 　　(4)测量精密度好，火焰吸收精密度可以达到1-2%，非火焰可以达到5-10% /p p 　　(5)测定元素多，可测试70多种元素，利用化学反应还可间接测试部分非金属。 /p p 　　 strong 4.原子荧光主要特点： /strong /p p 　　(1)有较低的检出限，灵敏度高。 /p p 　　(2)干扰较少，谱线比较简单。 /p p 　　(3)仪器结构简单，价格便宜。 /p p 　　(4)分析校准曲线线性范围宽，可达3～5个数量级。 /p p 　　(5)由于原子荧光是向空间各个方向发射的，比较容易制作多道仪器，因而能实现多元素同时测定。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 原子发射分光光度计 /span /strong /p p 　　 strong 1.分析过程： /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/3f0e5fdc-f945-4e01-9c4f-7238f511c132.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " strong 2.原理 /strong /p p 　　原子的核外电子一般处在基态运动，当获取足够的能量后，就会从基态跃迁到激发态，处于激发态不稳定(寿命小于10-8 s)，迅速回到基态时，就要释放出多余的能量，若此能量以光的形式出显，即得到发射光谱(线光谱)。 /p p 　　发射的光波长为： /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/465515c6-4eaa-4a6b-b16a-785849c6c925.jpg" title=" 0.png" alt=" 0.png" / /p p 　　每个元素有自己独特的特征光谱，从而进行元素定性分析。 /p p 　　 strong 3.主要特点 /strong /p p 　　(1)高温，104K /p p 　　(2)环状通道，具有较高的稳定性 /p p 　　(3)惰性气氛，电极放电较稳定 /p p 　　(4)具有好的检出限,一些元素可达到10-3~10-5ppm /p p 　　(5)ICP稳定性好，精密度高，相对标准偏差约1% /p p 　　(6)基体效应小 /p p 　　(7)光谱背景小 /p p 　　(8)自吸效应小 /p p 　　(9)线性范围宽。 /p p 　　 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 质谱分析法 /strong /span /p p 　　 strong 1.分析过程： /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/389e5ec2-0606-4be5-bad8-d1e0e9dd7a52.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" / /p p 　　 strong 2.原理 /strong /p p 　　使试样中各组分电离生成不同荷质比的离子，经加速电场的作用，进入质量分析器，通过电磁场按不同m/e的变化，分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度，提供分子量，元素组成及结构的信息。 /p p 　　 strong 3.主要特点： /strong /p p 　　(1)质量测定范围广泛 /p p 　　(2)分辨高 /p p 　　(3)绝对灵敏度，可检测的最小样品量。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " X荧光光度计(XRF) /span /strong /p p 　　 strong 1.分析过程： /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/908c4b76-7454-4801-876b-f21696fadca4.jpg" title=" 5.jpg" alt=" 5.jpg" / /p p 　　 strong 2.原理： /strong /p p 　　受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线，并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。然后，仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。 /p p 　　 strong 3.主要特点： /strong /p p 　　(1)快速，测试一个样品只需2min-3min /p p 　　(2)无损，测试过程中无需损坏样品，直接测试 /p p 　　(3)含量范围广 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 几种元素分析仪器对比 /span /strong /p p 　　 strong 1.工作范围 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/1eceb58a-ba37-4cb0-b29a-24f3ef593b8a.jpg" title=" 6.jpg" alt=" 6.jpg" / /p p 　　 strong 2.无机分析产品的检出限 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/d55d223e-1a23-4835-af62-3185baa3e6b5.jpg" title=" 7.jpg" alt=" 7.jpg" / /p p 　　 strong 3.干扰 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/4958e1cd-ea8c-4447-bf43-4ce9ce5b38b4.jpg" title=" 8.jpg" alt=" 8.jpg" / /p p 　　 strong 4.费用 /strong /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/72e71f99-335a-49ba-85f8-7a850e6b86e4.jpg" title=" 9.jpg" alt=" 9.jpg" / 　　 /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/818.html" target=" _self" style=" color: rgb(192, 0, 0) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 医用原子吸收光谱仪会场 /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/646.html" target=" _self" style=" color: rgb(192, 0, 0) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 金属多元素分析仪会场 /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/476.html" target=" _self" style=" text-decoration: underline color: rgb(192, 0, 0) " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 有机元素分析仪会场 /span /a /p

电池材料粒径及其分布影响锂离子的扩散具有单分散粒径分布的颗粒因较高的比表面积而与电解质溶液产生较多的相互作用，从而决定了在短时间内的高能释放。大颗粒和小颗粒混合产生较高的堆积密度，从而允许生产较大的电极，有助于提高存储能力电导率和离子导电性差是锂氧化物阴极的主要缺点，炭黑和石墨等碳基产品有助于提高电导率，且涉及锂离子电池的电化学氧化还原过程。碳基产品通过填充活性材料颗粒之间的自由空间，从而提高电极导电性。作为添加剂的碳应与阴极材料形成均匀的混合物，以获得稳定的电极浆料，并形成均匀涂层。通过测量不同类型颗粒材料间的zeta电位选择静电相互作用最大的组合，最好粒子具有相反的表面电荷。湿法/干法—2合1设计40nm-0.25mmPSA激光粒度仪小巧，随时可以测量!• 干/湿法复合测试仪器 • 固态激光 坚固，耐用！• 光学部件固定在仪器金属基座上 • 无需频繁地重复校正 • 耐振动纳米粒度及Zeta电位分析仪0.3nm-10 µmLitesizer模式方法优势粒径及其分布动态光散射(DLS)3个测试角度Zeta 电位电泳光散射(ELS)信号处理专利 cmPALS 特有的Omega样品池分子量静态光散射(SLS)量程可至20 MDa透过率透光法用于连续监测测量过程中颗粒的沉降和聚集折光率焦点散射强度DLS 及 ELS中的关键参数 市场上仅有的配备该功能的仪器（专利）电动固体表面分析仪Surpass 32 分钟内即可测得结果 自动pH扫描和检测等电点的信息研究表面化学 记录液-固表面吸附动力学以研究表面相互作用 不同样品池用于不用形态的材料燃料电池的催化剂和膜图中是发生在阴极的反应：催化剂促进离子(H+)、电子和氧气(氧化剂)的反应，形成水或可能的其他产物的过程燃料电池应用相当广泛，具有工作温度低和启动时间短的优势。传导膜通常由碳载体、铂粒子、离子导电膜和粘合剂组成。碳载体作为电导体(允许电子通过)，而铂粒子作为催化反应位点，离子膜为质子传导提供了途径。测试材料与方法铂碳(Pt/C)催化剂的颗粒大小影响催化剂与离子膜之间的相互作用、催化剂层的厚度、离子分布、氧的扩散，从而也影响最终电池的性能。zeta电位是影响粒子团聚行为的一个参数，通过zeta电位可以了解胶体分散体的稳定性。结果与讨论粒径——炭黑与铂炭催化剂图1. 炭黑和Pt/C催化剂的水动力直径(HDD)随pH的变化图1 显示了两种不同分散剂中碳和Pt/C催化剂流体力学平均直径(HDD)随pH的变化。在0.01 mol/L KCl和pH 1μm)。Pt/C催化剂的团聚体尺寸在pH 3-7 (HDD≅ 0.3 μm)范围内保持不变，与水中碳的团聚体尺寸相当。图2. DLS法测定pH为3.5时炭黑和Pt/C催化剂样品的粒径分布Pt/C催化剂的粒径分布较窄，且两种分散剂内的粒径均较小，碳的粒径和多分散度指数(PDI)均显著增加。在Pt/C催化剂中，Pt涂层可降低或抑制pH依赖性碳团的形成。图3. 使用激光衍射法对炭黑和铂炭催化剂颗粒进行测量从体积分布来看，无催化剂炭黑的平均直径明显更高，形成更大的团块。由跨度值表示的粒径分布宽度在两个样品之间是可比较的。铂颗粒增加了碳载体的表面积，提高了反应速率，有利于催化活性。Zeta电位——炭黑与铂炭催化剂图4. 炭黑和Pt/C催化剂zeta电位随pH的变化样品的zeta电位的绝对值随pH的降低而减小，pH低于4时加速减小。尤其是对于炭黑，zeta电位的绝对值小表明颗粒间的排斥力较小，颗粒开始凝聚。虽然两个样本的zeta电位都有下降的趋势，Pt / C催化剂更负 (- 40 mV)，与炭黑相比表明更高的稳定性和形成更小的团聚体的概率。图5. 参考膜和不同碳含量的涂层膜表面zeta电位随pH的变化Zeta电位——离子膜图5. 参考膜和不同碳含量的涂层膜表面zeta电位随pH的变化图5显示了zeta电位随超过3的pH值的变化关系。IEP从参考膜的pH值1.5转移到较高的pH值3.5-4。zeta电位的变化表明涂层发生了变化。此外，两种覆膜的IEP表现出轻微的差异。对于含碳量较低的膜(灰色)，IEP发生在稍低的pH值(3.5)。在该区域，通过查看pH值低于4的Litesizer 500数据，Pt/C催化剂的团聚体尺寸较小(HDD≅0.3 μm)。这表明，在该酸性区域进行涂层，最终涂层具有较好的均匀性。涂层的均匀性影响催化剂层的功能。图6.pH=4时，参考膜和不同碳含量的涂层膜zeta电位随时间的变化在第二次测量中，通过zeta电位随时间变化的测试，考察了pH为4时催化剂涂层在水中的稳定性。被涂膜的zeta电位向更小的负值偏移，证实了发生了涂层。在20分钟的平衡时间后，膜达到一个平台，这表明涂层的稳定性随着时间的推移。总结燃料电池中质子交换膜的效率与催化剂的粒径和稳定性密切相关。通过不同的pH值下对颗粒进行粒径及zeta电位研究可以找到合适的pH值，保证之后涂覆工艺的效果。通过Litesizer以及PSA的配合，充分了解了该催化剂中颗粒粒径的分布，并研究了小颗粒团聚之后的大小。通过Surpass 3测得的IEP位移和表面zeta电位值不仅提供了涂层的信息，而且还显示了碳含量对涂层的影响。安东帕中国总部销售热线：+86 4008202259售后热线：+86 4008203230官网：www.anton-paar.cn在线商城：shop.anton-paar.cn

中国汽车行业的飞速发展给国内的轮胎行业带来前所未有的机遇，如何提高轮胎的质量、如何延长轮胎的使用寿命是每个轮胎企业都在思考的问题，炭黑作为生产轮胎的重要原料，其比表面积与轮胎的磨损寿命、摩擦性和使用性能密切相关。 作为第一家将比表面积分析仪投入市场的公司，美国麦克仪器公司一直致力于为客户提供炭黑检测的完整实验室解决方案。为了给广大用户分享我们在炭黑领域的最新研究成果，特举行炭黑行业技术研讨会。公司应用部经理钟华博士将在与您一起探讨氮气吸附在炭黑行业的最新应用，并和您一起进行仪器现场演示，现场解疑答惑。更有服务工程师一同前往，为广大用户做&ldquo 免费义诊&rdquo 。机会十分难得，敬请关注。 研讨会时间及地点： 时 间：2012年5月25日（星期五） 讲座地点：山东省广饶县华泰大厦（大王镇） 地 址：山东省东营市广饶县华泰大厦 备注：详情请关注我公司中文网站www.micromeritics.com.cn 研讨会日程 9:00&mdash 10:00 讲座（氮气吸附在炭黑行业的应用） 10:00&mdash 10:30 茶歇 10:30&mdash 11:30 仪器现场演示以及答疑 13:00-16:00 免费义诊 研讨会报名方式： 填写以下注册回执表，请将回执表传真至021-50129907。 发送E-mail至guo.rui@micromeritics.com，邮件中请写明：单位名称及科室，联系电话，参加人数，人员姓名，职务，手机号码，Email 请尽量不要用电话确认, 以确保我们为您更好的预留座位。 报名截止日期：2012年5月20日 美国麦克仪器公司炭黑行业技术研讨会注册回执表 单 位： 部门/科室： 姓 名： 职 务： 手 机 ： E-mail ： 单位电话： 传 真： 地址邮编： 您希望在研讨会中还可以介绍哪些内容？ 麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司真诚期待您的光临！ 联系人： 麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司 郭锐 021-51085884-807 E-mail: guo.rui@micromeritics.com 传真：021-50129907 地址：上海市民生路600号船研大厦1505-1509室

药物冻干，电池爆炸；耐低温橡胶是如何在高寒环境下使用，哪种巧克力甜甜味美还不会在夏天熔化?纵观我们身边的任何物质都会经历温度变化的过程，材料随着温度变化其性质也会发生变化，影响制备工艺和使用性能，生产生活中无时无刻不都在上演着材料的“冰与火之歌”。为了对材料进行表征分析，热分析技术已经成为一种强有力不可或缺的分析手段。梅特勒托利多作为主要的热分析仪器制造商之一，将为大家详细介绍热分析技术及其应用。1 热分析技术概述物质在温度变化过程中可能发生一些物理变化（如玻璃化转变、固相转变）和化学变化（如熔融、分解、氧化、还原、交联、脱水等反应），这些物质结构方面的变化必定导致其物理性质相应的变化。因此，通过测定这些物理性质及其与温度的关系，就有可能对物质结构方面的变化作出定性和定量的分析，还可以被用来确定物质的组分及种类，测定比热容、热膨胀系数等热物性参数。图1-1 材料随温度变化发生的反应国际热分析和量热协会（ICTAC, International confederation for thermal analysis and calorimetry）于2004年对热分析提出新的定义：热分析是研究样品性质与温度间关系的一类技术。我国于2008年实施的国家标准《热分析术语》（GB/T6425-2008）中对热分析技术定义为：热分析是在程序控制温度下（和一定气氛中），测量物质的物理性质与温度或时间关系的一类技术。经过一百多年的发展，热分析技术凭借其快速、高效、低成本的优异特点，应用领域不断扩展，已逐渐成为新材料研究、产品设计和质量控制的必备的常规分析测试手段。根据测定的物理性质不同，国际热分析与量热协会ICTAC将热分析技术分为9类17种，如表1所示：表1-1 热分析技术分类在实际应用中，热分析技术还和其他分析仪器进行联用，例如红外光谱、拉曼光谱、气相色谱、质谱等分析方法，通过多种方式对物质在一定温度或时间变化过程内对材料进行结构和成分进行分析判断。2 重点热分析技术介绍2.1 差热分析（DTA, Differential thermal analysis）差热分析(DTA)是一种利用试样和参比物之间的温差与温度或时间的关系来评价试样的热效应。DTA曲线的纵坐标为试样和参比样的温度差（∆T），理论上单位应该为℃或者K。但因为记录的测量值通常为输出的电势差E，根据温度差与E的关系（公式（1）），转换因子b不是常数，而是温度T的函数，且其他传感器系统也存在类似的情况。公式（1）中，测量的温度差与热电偶输出的电势差E成正比，一些分析软件中DTA采集的信号经常为电势差的单位（μV）表示。现在DTA主要用于热重分析仪（TGA）等的同步测量，市场上已经难觅单独的DTA仪器。2.2 差示扫描量热法（DSC, Differential Scanning Calorimetry）2.2.1 DSC原理及规定差示扫描量热法（DSC）是在程序控制温度下和一定气氛中，测量输送给试样和参比物的热流速率或加热功率(差)与温度或时间关系的一类热分析技术。测量信号是被样品吸收或者放出的热流量，单位为毫瓦(mW)，热流指的是单位时间内传递的热量，也就是热量交换的速率，热流越大热量交换的越快，热流越小热量交换的越慢，热流可由式（2）得到公式（2）中，∆T为试样与参比物的温度差，R_th为系统热阻，系统的热阻对于特定的坩埚、方法等是确定的。通过该公式就可以测得热流曲线，也就是DSC曲线。对DSC曲线上的峰进行积分就能够得到某个转变过程中样品吸收或者放出的热量。DSC信号的方向根据ICTA规则(∆T=Ts-Tr)，规定为吸热朝下放热朝上，一般图片上标有^exo。反-ICTA(∆T=Tr-Ts)规则为吸热朝上，放热朝下，一般图片上标有^endo，不同规则的DSC曲线如图2-1所示。当样品吸收能量，这个过程被称作是吸热的，例如熔融和挥发过程。当样品放出能量，这个过程被称作是放热的，例如结晶和氧化分解过程。图2-1 DSC曲线：(a) ICTA规则，吸热向下； (b) 反-ICTA规则，吸热向上相比之下，DTA仅可以测试相变温度等温度特征点，DSC不仅可以测相变温度点，而且可以测得热量变化。DTA曲线上的放热峰和吸热峰无确定物理含义，而DSC曲线上的放热峰和吸热峰分别代表放出热量和吸收热量。通过DSC可以检测吸热或放热效应、测得峰面积(转变或反应焓值∆H)、确认所表征的峰或其他热效应所对应的温度（如玻璃化温度Tg、结晶点Tc、熔点Tm）以及测试比热容Cp，也可利用调制DSC测得潜热、显热以及可逆热流和不可逆热流，通过动力学可以计算得到活化能Ea。公式（3）中，DSC测得的总热流是由两部分组成的，一部分是由于温度升高引起的显热流，样品没有发生结构的变化；热流的第二部分是由于样品内部结构变化引起的潜热流，ΔHp表示这个反应完全发生所吸收或放出的热量。其中，C_p为样品的比热容，β为升温速率，ΔH_p为反应过程的焓变， dα/dt表示这个反应进行的程度。通常我们把没有发生反应时的热流曲线叫做DSC的基线，其实就是显热流曲线。由于物质的比热容都会随着温度的升高而增大，因此随着温度的升高DSC曲线应该向吸热方向倾斜，这个斜率就取决于样品的比热容随温度的变化率。图2-2 DSC热流曲线示意图2.2.2 DSC分类DSC分为热流式和功率补偿式，当前热流式DSC较为普遍，梅特勒托利多DSC均为热流式。热流式差示扫描量热法（Heat-flux type Differential Scanning Calorimetry, 简称热流式DSC），又称为热通量式DSC，是在按程序控制温度和一定气氛下，给样品和参比品输送相同的功率，测定样品和参比品两端的温差∆T，然后根据热流方程，将温差换算成热流差作为信号进行输出。功率补偿式DSC是在程序控温和一定气氛下，使样品与参比物的温差不变，测量输给样品和参比物功率（热流）与温度或时间的关系。热流式DSC采用单炉体，而功率补偿式DSC采用两个独立的炉体，分别对试样和参比物进行加热，并有独立的传感装置。图2-3 (a)热流式DSC和(b)功率补偿式DSC测量单元示意图2.2.3 DSC典型曲线图2-4为典型的DSC测试曲线示意图。在测试开始曲线出现了“1 启动偏移”。在该区域温度状态发生瞬时改变，有恒温变为升温，启动偏移的大小与样品热容及升温速率有关。在“3 玻璃化转变”区，试样热容增大，出现了吸热台阶。“4 冷结晶”区产生放热峰，“5 熔融”产生吸热峰，通过对峰面积的积分可以得到结晶焓和熔融焓。随着温度升高后为“6 分解”。图2-4 典型的DSC测试曲线示意图：1 初始基线漂移与样品热容成正比；2 无热效应时的DSC曲线(基线)；3 无定形部分的玻璃化转变； 4 冷结晶； 5 结晶部分的熔融； 6 在空气气氛中氧化降解了解更多，请点击链接差示扫描量热仪(DSC)www.mt.com/cn/zh/home/products/Laboratory_Analytics_Browse/TA_Family_Browse/DSC.html2.3 热重分析（TGA, Thermogravimetric Analysis）热重分析（TGA）是在一定控温程序和气氛下，测量试样质量与温度和时间之间的关系，可以获得样品质量随温度的函数。在此之前，人们使用TG作为这项技术的缩写。通过TGA可以检测样品质量的变化（增重或失重），分析质量变化台阶，以及在失重或增重曲线中确认某一台阶所对应的温度。TGA信号对温度和时间的一阶微变，表示为质量变化的速率为DTG曲线，是对热重信号的重要补充，当DTG曲线峰向上时试样质量增加，曲线峰向下试样质量会减小。热天平是热重分析仪中的重要部件，热天平具有三种不同的设计：上置式设计：天平位于炉体下方，试样支架垂直托起试样坩埚；悬挂式设计：天平位于测试炉体上方，测试坩埚放在下垂的支架上；水平式设计：天平与炉体处于同一水平位置，坩埚支架水平插入炉体。根据天平可达到的分辨率，可将天平分为半微量天平（10 μg）、微量天平（1 μg）、超微量天平（0.1 μg）。当样品以不同方式失去物质或与环境气氛发生反应时，质量发生变化，在TGA曲线上产生台阶或在DTG曲线上产生峰。典型的热重曲线如图2-5所示。在“1 挥发”区可为部分组分（水、溶剂、单体）的挥发；“2 分解”具有明显的失重台阶为聚合物的分解；“3 切换气氛”后，在“4 炭燃烧”表现为炭黑或碳纤维的燃烧台阶；“5 残留物”区质量变化微弱，主要为灰分、填料、玻璃纤维等残留。图2-5 典型的TGA测试曲线示意图：1 挥发；2 聚合物分解；3 气氛切换； 4 炭燃烧台阶； 5 残留物了解详情，请点击链接热重分析仪(TGA)www.mt.com/cn/zh/home/products/Laboratory_Analytics_Browse/TA_Family_Browse/TGA.html2.4 热机械分析（TMA, Thermomechanical Analysis）热机械分析TMA测量样品在设定应力/负载条件，样品尺寸变化与温度变化的关系。在TMA测试中，样品受恒定的力、增加的力或调制的力；而膨胀法测量尺寸变化则是使用能实现的小载荷来测量的。TMA具有不同的形变模式如图2-6所示，依据试样尺寸和特性进行选择：膨胀模式(A)：是TMA常用的测量模式。测试基于温度的膨胀系数。通常测试时探头施加一个非常小的力于样品上。压缩模式(A)：这种模式下，样品受力更大。穿透模式(B)：其目的在于测试样品的软化点。拉伸模式(C)：薄膜和纤维套件用于进行拉伸模式测试。可以测试由于收缩或者膨胀产生的较长形变。三点弯曲模式(D)：用来研究刚性样品弹性行为的理想模式溶胀模式(E)：许多样品在接触液体时会产生溶胀。通过溶胀套件可以测定样品在溶胀时发生的体积或长度变化。体积膨胀(F)：液体同固体一样也会发生膨胀。图2-6 TMA不同形变模式根据不同的测试模式，我们可以使用TMA检测热效应（溶胀、收缩、软化、膨胀系数的变化），确定某表征的热效应的温度、测量形变台阶高度以及测定膨胀系数。TMA的典型测试曲线示意图如图2-7所示。图2-7 典型的TGA测试曲线示意图：1 玻璃化转变温度以下的热膨胀；2 玻璃化转变温度(斜率改变)；3 玻璃化转变温度以上的热膨胀；4 塑性变形了解更多信息，请点击链接热机械分析仪(TMA)www.mt.com/cn/zh/home/products/Laboratory_Analytics_Browse/TA_Family_Browse/TMA_SDTA_1.html2.5 动态机械分析（DMA, Dynamic Mechanical Analysis）动态热机械分析（DMA）是一种测试材料机械性能和粘弹性能的重要技术，可用于热塑性树脂、热固性树脂、弹性体、陶瓷和金属等材料的研究。DMA测试在程序控温和周期性变化的应力下，测试动态模量和力学损耗与时间温度的关系。在DMA测试中，试样受到周期变化的振动应力，随之发生相应的振动相变。除了完全弹性的试样外，测得的应变都表现为滞后与施加应力的变化。这种滞后成为相位差即相角δ差。DMA仪器测量试样应力的振幅、应变的振幅以及相位差这三个物理量。图2-8 周期性的力作用下应力与应变的关系应力与应变之比称为模量，DMA分析得到的结果为复合模量M^*，复合模量由储能模量和损耗模量组成：储能模量（M^' ）：试样弹性特性的反应，是试样能否完全恢复形变的尺度损耗模量（M^”）：试样粘性特性的反应，是试样在形变过程中热量的消耗（损失）；损耗模量大表明粘性大，阻尼强。损耗因子（tanδ）：损耗模量和储能模量之比，反映的是振动吸收性，也称振动吸收因数。梅特勒托利多的DMA 1提供了六种不同的形变模式。对于特定的应用，适合的模式取决于测试需求、样品的性质和几何因子。包括以下六种测试模式：3-点弯曲模式(A)：这种模式用于准确测试非常刚硬的样品，例如复合材料或热固性树脂，尤其适合于玻璃化转变温度以下的测试。单悬臂(B)：这种模式非常适合于条形高刚度材料(金属或聚合物)。单悬臂模式是玻璃化转变温度以下的理想测试方法，而且是测试粉末材料损耗因子的推荐模式。双悬臂模式(C)：这种模式适合于低刚度的软材料，特别是比较薄的样品，例如膜材料。拉伸(D)：它是薄膜或纤维的常规形变模式。压缩(E)：压缩模式用于测试泡沫、凝胶、食品以及静态(TMA)测试。剪切(F)：剪切模式适合于测试软样品，例如弹性体，压敏胶，以及研究固化反应。2.6 热分析技术应用总结针对不同的材料以及想要测试的属性或热效应，所采用的热分析方法也存在差异，未得到理想的结果需要根据实际样品情况和测试需求来选择不同的热分析方法。表2-1合适的热分析技术选择作者：热分析技术应用顾问 邵艳茹参考文献J.O. Hill. For Better Thermal Analysis and Calorimetry III [M]. ICTA, 1991.热分析术语[S]. GB/T 6425-2008.陆立明. 热分析应用基础[M]. 东华大学版社.E. Ezm, M.B. Zakaria. State of the art and definitions of various thermal analysis techniques. [in] Thermal Analysis, 2021, 1-39.刘振海, 陆立明, 唐远旺. 热分析简明教程[M]. 科学出版社.UserCom, Mettler Toledo International Inc.

溶解于水中的分子态氧称为溶解氧，水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。　　溶解氧值是研究水自净能力的一种依据。水里的溶解氧被消耗，要恢复到初始状态，所需时间短，说明该水体的自净能力强，或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重，自净能力弱，甚至失去自净能力。　　便捷式溶解氧分析仪是针对水质中溶解氧分析的智能在线分析设备，其测量原理分为极谱膜法与光学荧光法两种。　　1、极谱膜法：　　原理是氧在水中的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐。其传感部分是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及KCl或氢氧化钾电解液组成，氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧电极加上0.6~0.8V的极化电压时，氧通过膜扩散，阴极释放电子，阳极接受电子，产生电流。根据法拉第定律：流过溶解氧电极的电流和氧分压成正比，在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。　　2、光学荧光法：　　荧光法的测量原理是氧分子对荧光淬灭效应。传感膜片被一层荧光物质所覆盖，当特定波长的蓝光光源照射到传感膜片表面的荧光物质时，荧光物质受到激发释放出红光。由于氧分子会抑制荧光效应的产生，导致水中的氧气浓度越高，释放红光的时间就越短，理论上红光释放时间与溶解氧浓度之间具有可量化的相关性，从而通过测定红光的释放时间计算出溶解氧浓度。

白炭黑即沉淀二氧化硅,又名水合二氧化硅，分子式为 SiO2.nH2O，是一种白鱼、无毒、无定形微细粉状物，具有多子性、高分散性、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧、电绝缘性好等优异性能的重要无机硅化合物。其相对密度为2319-2653，熔点为1750℃。主要用作橡胶、塑料、合成树脂以及油漆等产品的填充剂，也可用作润滑剂和绝缘材料。目前全世界70%的白炭黑用于橡胶工业,是优良的橡胶补强剂，能改善胶接性和抗撕裂性，其性能明显优于普通炭黑。2000年国内橡胶工业总需求量大于160万吨,白炭黑在橡胶中已广泛的用来替换炭黑。白炭黑粒径的大小会影响到在橡胶中的分散性能、橡胶的拉伸性能、耐磨性和抗湿滑性能。炭黑在橡胶基体中的分散是影响复合材料的生热和磨耗的关键因素，从增强炭黑与橡胶之间的相互作用角度出发，通过炭黑改性、橡胶改性和液相复合技术等方法可制备综合性能优异的炭黑/橡胶复合材料。ISO20937《Rubber compounding ingredient-precipitated silica-Determination of aggregate size distribution by disc centrifuge》国际标准采用差速离心法进行白炭黑的粒径表征。利用离心圆盘可以精确测量白炭黑总的粒径分布情况，根据测试的时间与转速，依据斯托克斯定律可以实现5nm-75um的粒径测量。国际标准中所使用的仪器参数如下：离心圆盘：允许转速可以达到24000r/min探头式超声仪：至少200W的功率制冷温度浴：如低温温度浴高精密天平：±0.01g一次性注射器：1ml和2ml的规格卷边瓶：推荐使用35ml，直径30mm，高65mm水：去离子水蔗糖：粉末，≥99.7十二烷：99%PVC标准溶液：推荐使用220nm±20nm目前对于炭黑粒径的分析，ISO国际标准推荐使用CPS Instrument，Inc公司的纳米粒度分析仪，并且详细记录了仪器中参数的设定值，对于操作者只需要跟着内容操作，一步步进行即可得到白炭黑的粒径 结果。 美国CPS纳米粒度分析仪（如图所示）可以真实反映样品在溶液中的真实粒径分布状态，粒径测试结果的精确度媲美扫描电镜，分析范围为5nm-75um。主要特点如下：所需样品量少。每次只需要0.1ml，这在疫苗研发、化学合成方面具有极大的优势。一次测试可到40多个样品。在前处理准备工作做完以后，可结合标准颗粒一批次测试40多个样品。分辨率高。同激光散射和颗粒计数等方法比较，对于样品中即使只有1%峰值差异的颗粒，依旧可以很好地区分测量出来，即可以得到真实的粒度分布结果。灵敏度高。低至 10-8 g 的样品就可以满足日常分析需要。分析时间端。和传统沉降法比较，由于采用更快的圆盘转速和高速检测器，因此极大缩短了分析所需时间。对于粒径分布范围很宽的样品，通过可选的速度调节功能圆盘，仅需常规圆盘分析时间的 1/20。图1 CPS纳米粒度仪（左图为自动进样器，右边为自动梯度液生成器）

不溶性微粒分析仪阻法检测原理药典规定检测原理—光阻法满足《美国药典》、《中国药典》、《药包材标准》及输液器具 GB8368-2018 等要求。待测液体流过流通池，流通池两侧装有光学玻璃，激光器的光束通过透镜组准直 穿过流通池，照射在光陷阱上。若待测液体中没有微粒，则光电探测器接收不到光信号；若液体中有微粒，与液体流向垂直的入射光，由于被微粒阻挡而减弱，因此由传感器输出的信号降低，这种信号变化与微粒的截面积成正比。根据信号的幅度和个数可以对液体中的微小微粒进行计数检测。图.光阻法检测原理示意图PULUODY 的创新型双激光窄光微粒检测技术不仅对微粒的探测范围宽广更具有精度高、重复性好的特点，让任何微粒无处遁形。

p 　　热分析仪器炉体是否密封良好?对测试结果将产生什么影响?氮气是否起到保护作用? /p p 　　热重法测试炭黑含量的基本流程是：在氮气保护条件下，将样品升温至高温区某一温度，恒温5分钟，后通入氧气，继续保持恒温至样品重量不再损失。 /p p 　　热重分析仪天平在称重时，支架不能与其他物体接触，因此目前部分常规热重分析仪的炉体为非密封状态。在需要通入氮气进行保护的实验中，空气进入非密封的炉体，会使样品与空气中的氧气或其他气体发生反应，从而导致样品测试结果失真，表现为氮气保护段重量损失偏大，氧气氧化段(即炭黑含量)重量损失偏小。 /p p 　　上海盈诺精密仪器有限公司依据客户提出的测试需求：“热重法测试炭黑含量”，而研发的一款TGA-C系列热重分析仪，增加了密封系统、天平恒温系统，避免空气进入的影响，使测试炭黑含量更加准确。 /p p 　　TGA-C系列热重分析仪、ZH-C系列综合热分析仪的成功研发，弥补了炉体漏气的问题，实验中通入氮气时，空气不能进入炉体，从而使样品的升温过程处于氮气的保护之下，避免了炭黑的提前氧化。 /p p 　　为了探讨密封系统对实验结果的影响，分别在两种不同结构的设备上进行了对比实验(样品为2016年江阴某单位提供的色母粒)： /p p 　　使用该样品进行实验的原因是由于其炭黑含量高。当炉体漏气时，炭黑与空气中的氧气发生反应，生成灰分，残渣中会出现一部分灰白色组分。可依据其判断炉体是否密封完好，是否有空气的进入 也可根据残渣中灰分的含量，判断其密封效果。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/e6dbede3-4c9f-4fde-982c-2ee4d7048b63.jpg" title=" 图1 未进行实验的色母粒颗粒样品.png" alt=" 图1 未进行实验的色母粒颗粒样品.png" width=" 400" height=" 406" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 406px " / /p p style=" text-align: center " strong 图1 未进行实验的色母粒颗粒样品 /strong br/ /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/d0a402a9-9d13-4a63-872c-6b70de810873.jpg" title=" 图2色母粒在两种不同型号设备上进行实验后的残渣.jpg" alt=" 图2色母粒在两种不同型号设备上进行实验后的残渣.jpg" width=" 400" height=" 533" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 533px " / /p p style=" text-align: center " strong 图2 色母粒在两种不同型号设备上进行实验后的残渣 /strong br/ /p p 　　从图2中可以看出，在两种型号设备上进行的三次实验中，残渣出现灰分的量有显著差异。 /p p 　　TGA-A/B系列产品在不通气实验条件下，残渣中可观察到大量灰分，说明样品氧化程度较高 /p p 　　TGA-A/B系列产品在通入氮气进行实验时，存在少量灰分，说明仅有部分样品被氧化，实验中有部分空气进入，与不通气时的结果进行对比，灰分减少，证明该设备在通入氮气时，对样品反应起到一定的保护作用，但并未完全保护 /p p 　　TGA-C系列产品实验后的残渣均为黑色粉末，未发现炭黑被氧化，证明该设备密封性良好，达到氮气保护的作用。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/ee4c17f3-8478-4115-a1fa-464e465d2460.jpg" title=" 图3 常规热重分析仪TGA-1000B(TGA-AB系列)未通入气体条件下的热重曲线.png" alt=" 图3 常规热重分析仪TGA-1000B(TGA-AB系列)未通入气体条件下的热重曲线.png" / /p p style=" text-align: center " strong 图3 常规热重分析仪TGA-1000B(TGA-A/B系列)未通入气体条件下的热重曲线 /strong br/ /p p 　　TGA-A/B系列产品在未通气条件下，样品重量持续损失，结合图2可知，持续失重的部分是炭黑，炭黑与空气中的氧反应，生成CO sub 2 /sub ，使样品的重量损失。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/24edb85a-ba9c-44a5-b5d8-4d294069ce02.jpg" title=" 图4常规热重分析仪TGA-1000B(TGA-AB系列)在氮气保护条件下的热重曲线.png" alt=" 图4常规热重分析仪TGA-1000B(TGA-AB系列)在氮气保护条件下的热重曲线.png" / /p p style=" text-align: center " strong 图4 常规热重分析仪TGA-1000B(TGA-A/B系列)在氮气保护条件下的热重曲线 /strong br/ /p p 　　TGA-A/B系列产品在通氮气条件下，样品重量缓慢损失，结合图2与图3可知，由于空气进入量少，样品的氧化较慢。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/ec2d328f-633e-4f0a-9e5e-7813a438bdaf.jpg" title=" 图5 加密封系统热重分析仪TGA-1000C(TGA-C系列)在氮气保护条件下的热重曲线.png" alt=" 图5 加密封系统热重分析仪TGA-1000C(TGA-C系列)在氮气保护条件下的热重曲线.png" / /p p style=" text-align: center " strong 图5 加密封系统热重分析仪TGA-1000C(TGA-C系列)在氮气保护条件下的热重曲线 /strong br/ /p p 　　TGA-C系列产品在通氮气条件下，从图5可以看出，重量保持稳定，结合图2中残渣的外观，未观测到炭黑被氧化，证明该设备密封性良好，可以起到氮气保护的作用。 /p p 　　注：实验条件为：起始温度为室温，终止温度为650℃，在650℃保持恒温30分钟(参照炭黑含量测试仪“垂直燃烧法”中热解实验条件进行)。 /p p 　　结语：根据以上信息说明，如果样品中存在易被氧化的成分(或含有易与空气中某气体反应的成分)，实验条件要求通入氮气或其他非腐蚀性气体保护，或要求切换实验中的惰性气体与其他气体，建议根据对实验结果误差大小的要求，选择TGA-A/B或者TGA-C系列设备： br/ /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/7802aae7-a166-49fa-a4f0-6a44a2fc8e47.jpg" title=" TGA系列.png" alt=" TGA系列.png" width=" 400" height=" 241" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 241px " / /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" tbody tr class=" firstRow" td width=" 83" valign=" top" style=" border-width: 1px border-style: solid border-color: windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" strong span style=" font-size:13px line-height: 125% font-family:宋体" 产品系列 /span /strong strong /strong /p /td td width=" 170" valign=" top" style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" strong span style=" font-size:13px line-height: 125% font-family:宋体" 特点与精度 /span /strong strong /strong /p /td td width=" 315" valign=" top" style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" strong span style=" font-size:13px line-height: 125% font-family:宋体" 产品型号 /span /strong strong /strong /p /td /tr tr td width=" 83" valign=" top" style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " TGA-A /span /p /td td width=" 170" valign=" top" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:宋体" 国产普通天平， /span span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " 0.1mg /span /p /td td width=" 315" valign=" top" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " TGA-1000A,TGA-1250A,TGA-1450A,TGA-1550A /span /p /td /tr tr td width=" 83" valign=" top" style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " TGA-B /span /p /td td width=" 170" valign=" top" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:宋体" 国产优质天平， /span span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " 0.01mg /span /p /td td width=" 315" valign=" top" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " TGA-1000B,TGA-1250B,TGA-1450B,TGA-1550B /span /p /td /tr tr td width=" 83" valign=" top" style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " TGA-C /span /p /td td width=" 170" valign=" top" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:宋体" 国产优质天平， /span span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " 0.01mg /span /p /td td width=" 315" valign=" top" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " TGA-1000C,TGA-1250C,TGA-1450C,TGA-1550C /span /p /td /tr tr td width=" 83" valign=" top" style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " TGA-QB /span /p /td td width=" 170" valign=" top" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:宋体" 赛多利斯优质天平， /span span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " 0.01mg /span /p /td td width=" 315" valign=" top" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " TGA-Q1000B,TGA-Q1250B,TGA-Q1450B,TGA-Q1550B /span /p /td /tr tr td width=" 83" valign=" top" style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " TGA-QC /span /p /td td width=" 170" valign=" top" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:宋体" 赛多利斯优质天平， /span span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " 0.01mg /span /p /td td width=" 315" valign=" top" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center line-height:125%" span style=" font-size:13px line-height:125% font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " TGA-Q1000C,TGA-Q1250C,TGA-Q1450C,TGA-Q1550C /span /p /td /tr /tbody /table p 　　盈诺进阶的TGA-Q系列热重分析仪、综合热分析，采用德国进口赛多利斯十万分之一克天平，数据更加稳定，性价比更高，仅需5mg微量样品即可进行实验测试数据，包括TGA-QB与TGA-QC系列。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/d4cd0296-1013-4183-96ac-49f32b6cba11.jpg" title=" 图6 搭载赛多利斯天平设备的热重曲线（精度：5mg）.bmp" alt=" 图6 搭载赛多利斯天平设备的热重曲线（精度：5mg）.bmp" / /p p style=" text-align: center " strong 图6 搭载赛多利斯天平设备的热重曲线（ /strong strong 进样量：5mg /strong strong ） /strong /p p 　　如对文中数据和论点保有问题，欢迎与盈诺联系，进行实验的比对与探讨，期待着各位科研人员的指正。 /p p style=" text-align: right " strong (供稿：上海盈诺) /strong /p p br/ /p

p 　　动态热机械分析(或称动态力学分析)是在程序控温和交变应力作用下，测量试样的动态模量和力学损耗与温度或频率关系的技术，使用这种技术测量的仪器就是动态热机械分析仪(Dynamic mechanical analyzer-DMA)。 br/ /p p 　　DMA仪器的结构及重要部件如图所示： /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/26b5a0aa-c61a-4937-9512-91ce4103c5fd.jpg" title=" DMA结构.jpg" width=" 400" height=" 238" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 238px " / /p p style=" text-align: center " strong DMA的结构示意图(左：一般DMA的结构 右：改进型DMA的结构) /strong /p p style=" text-align: center " 1.基座 2.高度调节装置 3.驱动马达 4驱动轴 5.(剪切)试样 6.(剪切)试样夹具 7.炉体 8.位移传感器(线性差动变压器LVDT) 9.力传感器 /p p 　　DMA核心的部件有驱动马达、试样夹具、炉体、位移传感器、力传感器。 /p p strong 驱动马达 /strong —以设定的频率、力或位移驱动驱动轴 /p p strong 试样夹具 /strong —DMA依据所选用夹具的不同，可采用如图所示的不同测量模式： /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/18bffd85-0be9-4361-927f-8be409b209c8.jpg" title=" DMA测量模式.jpg" width=" 400" height=" 152" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 152px " / /p p style=" text-align: center " strong DMA测量模式 /strong /p p style=" text-align: center " 1.剪切 2.三点弯曲 3.双悬臂 4.单悬臂 5.拉伸或压缩 /p p strong 炉体 /strong —控制试样服从设定的温度程序 /p p strong 位移传感器 /strong —测量正弦变化的位移的振幅和相位 /p p strong 力传感器 /strong —测量正弦变化的力的振幅和相位。一般DMA没有力传感器，由传输至驱动马达的交流电来确定力和相位 /p p strong 刚度、应力、应变、模量、几何因子的概念： /strong /p p 　　力与位移之比称为刚度。刚度与试样的几何形状有关。 /p p 　　归一化到作用面面积A的力称为机械应力或应力σ(单位面积上的力)，归一化到原始长度L sub 0 /sub 的位移称为相对形变或应变ε。应力与应变之比称为模量，模量具有物理上的重要性，与试样的几何形状无关。 /p p 　　在拉伸、压缩和弯曲测试中测得的是杨氏模量或称弹性模量，在剪切测试中得到的是剪切模量。 /p p 　　在动态力学分析中，用力的振幅FA和位移的振幅LA来计算复合模量。出于实用的考虑，用所谓的几何因子g将刚度和模量两个量的计算标准化。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/feb82561-d2c4-43db-a8c4-44864e46f3b1.jpg" title=" DMA-1.jpg" / /p p 可得到 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/c69705fc-1d40-430b-ab24-80b16e80df41.jpg" title=" DMA-2.jpg" / /p p F sub A /sub /L sub A /sub 为刚度。所以测定弹性模量的最终方程为 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/08ff85ae-0c32-4333-a18d-1aef926a698d.jpg" title=" DMA-3.jpg" / /p p 模量由刚度乘以几何因子得到。 /p p 　　各种动态热机械测量模式及几何因子的计算公式见下表： /p p style=" text-align: center " 表1 DMA测量模式及其试样几何因子的计算公式 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/1a1ebfe9-d3d3-4205-b263-c6348668361f.jpg" title=" DMA测量模式及其试样几何因子的计算公式.jpg" width=" 400" height=" 276" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 276px " / /p p 　　注：表中b为厚度，w为宽度，l为长度。 /p p strong DMA测试的基本原理： /strong /p p 　　试样受周期性(正弦)变化的机械振动应力的作用，发生相应的振动应变。测得的应变往往滞后于所施加的应力，除非试样是完全弹性的。这种滞后称为相位差即相角δ差。DMA仪器测量试样应力的振幅、应变的振幅和应力与应变间的相位差。 /p p 　　测试中施加在试样上的应力必须在胡克定律定义的线性范围内，即应力-应变曲线起始的线性范围。 /p p 　　DMA测试可在预先设定的力振幅下或可在预先设定的位移振幅下进行。前者称为力控制的实验，后者称为位移控制的实验。一般DMA只能进行一种控制方式的实验。改进型DMA能在实验过程中自动切换力控制和位移控制方式，保证试样的力和位移变化不超出程序设定的范围。 /p p strong 复合模量、储能模量、损耗模量和损耗角的关系： /strong /p p 　　DMA分析的结果为试样的复合模量M sup * /sup 。复合模量由同相分量M& #39 (或以G& #39 表示，称为储能模量)和异相(相位差π/2)分量M& #39 & #39 (或以G& #39 & #39 表示，称为损耗模量)组成。损耗模量与储能模量之比M& #39 & #39 /M& #39 =tanδ，称为损耗因子(或阻尼因子)。 /p p 　　高聚物受到交变力作用时会产生滞后现象，上一次受到外力后发生形变在外力去除后还来不及恢复，下一次应力又施加了，以致总有部分弹性储能没有释放出来。这样不断循环，那些未释放的弹性储能都被消耗在体系的自摩擦上，并转化成热量放出。 /p p 　　复合模量M sup * /sup 、储能模量M& #39 、损耗模量M& #39 & #39 和损耗角δ之间的关系可用下图三角形表示： /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/51080aa0-2961-4541-81f5-b04011690e46.jpg" title=" 复合模量三角形关系.jpg" width=" 400" height=" 191" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 191px " / /p p 　　储能模量M& #39 与应力作用过程中储存于试样中的机械能量成正比。相反，损耗模量表示应力作用过程中试样所消散的能量(损耗为热)。损耗模量大表明粘性大，因而阻尼强。损耗因子tanδ等于黏性与弹性之比，所以值高表示能量消散程度高，黏性形变程度高。它是每个形变周期耗散为热的能量的量度。损耗因子与几何因子无关，因此即使试样几何状态不好也能精确测定。 /p p 　　模量的倒数成为柔量，与模量相对应，有复合柔量、储能柔量和损耗柔量。对于材料力学性能的描述，复合模量与复合柔量是等效的。 /p p & nbsp & nbsp 通常可区分3种不同类型的试样行为： /p p 纯弹性—应力与应变同相，即相角δ为0。纯弹性试样振动时没有能量损失。 /p p 纯粘性—应力与应变异相，即相角δ为π/2。纯粘性试样的形变能量完全转变成热。 /p p 粘弹性—形变对应力响应有一定的滞后，即相角δ在0至π/2之间。相角越大，则振动阻尼越强。 /p p & nbsp & nbsp DMA分析的各个物理量列于下表： /p p style=" text-align: center " 表2 DMA物理量汇总 /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" align=" center" tbody tr class=" firstRow" td width=" 284" style=" border-right: none border-bottom: none border-left: none border-top: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 应力 /span /p /td td width=" 284" style=" border-right: none border-bottom: none border-left: none border-top: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " σ(t)=σ sub A /sub sinωt=F sub A /sub /Asinωt /span /p /td /tr tr td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 应变 /span /p /td td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " ε(t)=ε sub A /sub sin(ωt+δ)=L sub A /sub /L sub 0 /sub sin(ωt+δ) /span /p /td /tr tr td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 模量 /span /p /td td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " M*(ω)=σ(t)/ε(t)=M’sinωt+M’’cosωt /span /p /td /tr tr td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 模量值 /span /p /td td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " |M*|=σ sub A /sub /ε sub A /sub /span /p /td /tr tr td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 储能模量 /span /p /td td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " M’(ω)=σ sub A /sub /ε sub A /sub cosδ /span /p /td /tr tr td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 损耗模量 /span /p /td td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " M’’(ω)=σ sub A /sub /ε sub A /sub sinδ /span /p /td /tr tr td width=" 284" style=" border-top: none border-right: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 损耗因子 /span /p /td td width=" 284" style=" border-top: none border-right: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " tanδ=M’’(ω)/M’(ω) /span /p /td /tr /tbody /table p strong 温度-频率等效原理 /strong /p p 　　如果在恒定负载下，分子发生缓慢重排使应力降至最低，材料因此而随时间进程发生形变 如果施加振动应力，因为可用于重排的时间减少，所以应变随频率增大而下降。因此，材料在高频下比在低频下更坚硬，即模量随频率增大而增大 随着温度升高，分子能够更快重排，因此位移振幅增大，等同于模量下降 在一定频率下在室温测得的模量与在较高温度、较高频率下测得的模量相等。这就是说，频率和温度以互补的方式影响材料的性能，这就是温度-频率等效原理。因为频率低就是时间长(反之亦然)，所以温度-频率等效又称为时间-温度叠加(time-temperature superposition-TTS)。 /p p 　　运用温度-频率等效原理，可获得实验无法直接达到的频率的模量信息。例如，在室温，几千赫兹下橡胶共混物的阻尼行为是无法由实验直接测试得到的，因为DMA的最高频率不够。这时，就可借助温度-频率等效原理，用低温和可测频率范围进行的测试，可将室温下的损耗因子外推至几千赫兹。 /p p strong 典型的DMA测量曲线： /strong /p p 　　DMA测量曲线主要有两大类，动态温度程序测量曲线和等温频率扫描测量曲线。 /p p 　　动态温度程序测量曲线，是在固定频率的交变应力条件下，以一定的升温速率(由于试样较大，通常速率较低，以1~3K/min为佳)，进行测试。得到的是以温度为横坐标、模量为纵坐标的图线，图中可观察储能模量G& #39 ，损耗模量G& #39 & #39 ，和损耗因子tanδ随温度的变化曲线，反应了试样的次级松弛、玻璃化转变、冷结晶、熔融等过程。 /p p 　　等温频率扫描测量曲线，是在等温条件下，进行不同振动频率应力作用时的扫描测试。得到的是以频率为横坐标、模量为纵坐标的图线，图中可观察储能模量G& #39 ，损耗模量G& #39 & #39 ，和损耗因子tanδ随频率的变化曲线。等温测试的力学松弛行为与频率的关系又称为力学松弛谱，依据温度-频率等效原理，可将不同温度条件下的力学松弛谱沿频率窗横向移动，来得到对应于不同温度时的模量值。 /p

转眼已进入九月，前期酷暑高温天气已过，现在秋风习习，可很多地方开始出现疫情反复的情况，但是也阻挡不了南京大展为客户们服务的动力，我们技术工程师这次是为德州市陵城区检验检测中心进行仪器调试工作。经过前期有效的沟通，他们选择了南京大展仪器，除了对我司仪器质量认可之外，还有我们专业的售前售后服务。　　这次调试的两款仪器分别是DZ-DSC100A差示扫描量热仪和DZ3500S炭黑含量测试仪。DZ-DSC100A差示扫描量热仪作为一款经典的仪器，它的优势在于全新的炉体结构设计，耐高温，并且抗干扰性强，能够测试数据的准确性，防止样品与其发生变化。并且采用Cortex-M3内核ARM控制器，运算处理速度更快，温度控制更快速。这款差示扫描量热仪的优势远不止这些，它的性价比高，与国外仪器相比，更加突显其优势所在。　　DZ3500S炭黑含量测试仪作为我司新款仪器，相比于老款设备，它采用了开盖示设计，在做实验测试的时候，操作更加的便捷，并且可以同时测试4个样品，一键计算炭黑含量和灰分等人性化的功能设计，大大提高了工作的效率。　　在调试现场，南京大展的技术工程师通过对样品进行实验测试，得出的数据进行详细的分析，让客户们不仅了解了仪器的具体操作方法，同时要对我司的仪器有了更加直观的认识。通过技术工程师的介绍、分析，让客户对我司的服务更加的肯定，希望后续合作更加顺利。

全新颗粒表面特性分析仪上市正式进军颗粒科学与技术领域8月12-14日，纽迈科技携新产品“颗粒表面特性分析仪”参加“中国颗粒学会第九届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会”，正式进军颗粒科学与技术领域。颗粒表面特性分析仪适用于在非破坏的条件下连续监测悬浮液状态下颗粒与溶剂之间的表面化学、亲和性、润湿性以及颗粒的比表面积。对于粉体（浆料，粉料）的分散性，稳定性，亲和性以及比表面积的分析测试快速有效准确的测量手段。 PQ001颗粒表面特性分析仪产品功能：1. 悬浮液体系颗粒比表面积2. 粒子分散性、稳定性3. 颗粒与介质之间亲和性4. 粉体质量控制、分散工艺研究试用范围如下:1、颗粒：SiO2、SiC、ZnO、Al2O3、BaCO3、石墨烯、活性炭、炭黑等一百多种；2、悬浮体系溶剂类型：水、乙醇、丁酮、甲苯等各类含H质子溶剂。应用领域：1）制陶术：湿式制程、加工工艺改善, 分散性的质控和研发2）纳米科技：纳米粒子表面的化学状态, 如: 吸附和脱附作用, 比表面积的变化 等3）电子材料：浓稠状浆料和研磨液 (CMP) 的开发及品管4）墨水：碳黑、颜料分散, 最适研磨条件, 表面亲和性及化学和物理状态5）能源：电池, 太阳能板等的碳黑, 纳米碳管和浆料的分散, 粒子表面的化学和物理状态6）制药：API湿润性、亲和性及吸水性的差异7）其他: 全部的浓稠分散悬浊液体, 纳米纤维, 纳米碳等.纽迈科技提供专业的颗粒应用解决方案，强大的研发生产能力，完善的售后服务能力，欢迎来电了解颗粒表面特性分析仪详细信息

静态容量法比表面及孔径分析仪技术参数： 测试精度: 测试精度高、重现性好。重复性误差小于± 1.5%； 测试范围: 比表面0.01m2/g以上，微孔：0.35-2nm、介孔：2nm-50nm、大孔：50nm-500nm；样品类型:粉末,颗粒,纤维及片状材料等可装入样品管的材料。 P0 测 试: 具有独立的饱和蒸汽压（P0）测试站，保证分压测试的高准确性,【国内唯一】 样品测试: 具有1个独立测试站 样品处理: 具有2个样品预处理脱气站，2路脱气站具有独立温控，并具有独立定时功能，可支持与测试同步进行的不同温度与不同时间的样品脱气处理； 处理模式: 具有国内唯一的&ldquo 普通加热抽真空分子扩散模式&rdquo 和&ldquo 分子置换模式&rdquo 两种可选功能；分子置换模式相对分子扩散模式效率提高1倍以上，可节省一半以上的预处理时间，解决以往静态法样品制备时间长的问题. 【国内唯一】 测试效率: 智能投气量控制，中小吸附量样品2-3min/1个分压点，中大吸附量样品3-5min/1个分压点；BET多点法15-30min/4个样品；BET单点法6-10min/4个样品；标准孔径测试240-300min/4个样品；精细孔径测试300-600min/4个样品；以上测试时间不包含样品预处理时间； 静态容量法比表面及孔径分析仪专利如下： 1专利名称：静态法比表面及孔径分析仪的净化预处理装置 专利号：ZL201120136943.9 具有国内唯一的&ldquo 普通加热抽真空分子扩散模式&rdquo 和&ldquo 分子置换模式&rdquo 两种可选功能；分子置换模式相对分子扩散模式效率提高1倍以上，可节省一半以上的预处理时间，解决以往静态法样品制备时间长的问题. 作用：提高样品预处理效率 2专利名称：静态法比表面及孔径分析仪的饱和蒸汽压测试装置 专利号：ZL201120136959.X 本实用新型公开了一种静态法比表面及孔径分析仪的饱和蒸气压测试装置。所述测试装置包括一支浸在液氮中的管子；且该测试装置直接设置安装在静态法比表面及孔径分析仪上，与样品管处在同一个液氮杯中。通过该测试装置能够直接测得饱和蒸汽压P0值，减少了测试中间环节，提高了测试结果的准确性。 作用：保证分压测试的高准确性, 3专利名称：静态法比表面及孔径分析仪外观专利 专利号：ZL201030177578.7 静态法比表面及孔径分析仪生产企业介绍：  贝士德仪器科技（北京）有限公司是国内最早从事氮吸附比表面积仪器研发、生产、销售的专业公司，是北京中关村科技园认定的高新技术企业。  拥有十项用于提高仪器准确度和稳定性的专利技术，是国内同行业中拥有最多专利技术的企业，顶尖的技术团队为企业提供强大的研发创新能力。  2012年在数十万企业中脱颖而出，被科技部评选为科技型中小企业技术创新基金支持企业，投入专项资金专门用于仪器的研发和更新，使企业的发展进入新的阶段。  拥有近千家用户的成功案例，其中包括众多高等院校、科研机构和著名企业，多年来仪器销量遥遥领先。  2009年通过ISO9001认证的生产型企业，具有完整的销售，培训，服务体系，具有高效和专业的团队保证给客户提供优质的设备和一流的服务。  集装阀门和管路设计，模块化组装，保证仪器高真空度和高密封性，是高性能和高稳定性的典型产品。  专业且完善的售后服务系统，可提供24小时电话咨询，48小时内上门服务，北京，上海，广州均设有服务机构，方便快捷的为用户提供最优质的服务。 静态容量法比表面及孔径分析仪应用领域： 吸附剂：活性碳，硅胶，活性氧化铝，分子筛，活性，硅酸钙，海泡石，沸石等； 橡塑材料补强剂：活性炭、炭黑，碳黑，白碳黑，纳米碳酸钙，白炭黑，乙炔黑； 磁性粉末材料：四氧化三铁,铁氧体,氧化亚铁 无机粉体材料：二氧化钛等 纳米材料：纳米粉体材料,纳米陶瓷材料、纳米碳酸钙 稀土,石墨烯，硅微粉，煤炭,储能材料,催化剂，硅藻土,粉体材料,粉末材料,超细纤维，碳纤维，碳纳米管；

纳米粒度仪是应用很广泛的一种科学仪器，使用多角度动态光散射技术测量颗粒粒度分布 。动态光散射(DLS)法原理 ：当激光照射到分散于液体介质中的微小颗粒时，由于颗粒的布朗 运动引起散射光的频率偏移，导致散射光信号随时间发生动态变化，该变化的大小与颗粒的布朗运动速度有关，而颗粒的布朗运动速度又取决于颗粒粒径的大小，颗粒大布朗运动速度低，反之颗粒小布朗运动速度高，因此动态光散射技术是分析样品颗粒的散射光强随时间的涨落规律，使用光子探测器在固定的角度采集散射光，通过相关器进行自相关运算得到相关函数，再经过数学反演获得颗粒粒径信息。纳米粒度仪的应用领域： 纳米材料：用于研究纳米金属氧化物、纳米金属粉、纳米陶瓷材料的粒度对材料性能的影响。 生物医药：分析蛋白质、DNA、RNA、病毒，以及各种抗原抗体的粒度。 精细化工: 用于寻找纳米催化剂的最佳粒度分布，以降低化学反应温度，提高反应速度。 油漆涂料:用于测量油漆、涂料、硅胶、聚合物胶乳、颜料、 油墨、水/油乳液、调色剂、化妆品等材料中纳米颗粒物的粒径。 食品药品：药物表面包覆纳米微粒可使其高效缓释，并可以制成靶向药物，可用来测量包覆物粒度的大小，以便更好地发挥药物的疗效。 航空航天 纳米金属粉添加到火箭固体推进剂中，可以显著改进推进剂的燃烧性能，可用于研究金属粉的最佳粒度分布。 国防科技：纳米材料增加电磁能转化为热能的效率，从而提高对电磁波的吸收性能，可以制成电磁波吸波材料。不同粒径纳米材料具有不同的光学特性，可用于研究吸波材料的性能。

一、炭黑的特性 1、黑度与粒径 黑度直接与炭黑的粒径相关，粒径越小，比表面积愈大，炭黑的黑度越高。这是因为尽管原生粒子已熔合成原生聚集体，但是其比表仍能起作用，原生粒子细，则凝聚体的比表面积越大。所显现的颜色更黑，防紫外线作用更佳。由于细粒子炭黑的吸光率比粗粒子炭黑的更高，所以着色力更强。但是当粒径减小时，由于蓝光被优先吸收，为此色调变成棕相。细微原生粒子赋予炭黑更大的比表面积，同时增加分散难度，一般通过表面处理可调整润湿性和改善分散性。 2、结构 炭黑粒子不仅以原生粒子形式存在，而且在生产熔结成凝聚体。这种凝聚体是由原生粒子经化学键结合。在凝聚过程中，由大量链枝的原生凝聚体构成的炭黑称为高结构炭黑。而原生凝聚体由较少链枝原生粒子组成的炭黑，则称为低结构炭黑。 3、表面化学性 炭黑的生产方法不同其表面化学性能各异。炭黑表面具有不同的含氧官能团（如羧基、内脂基、酚基、羰基等）。一般含氧官能团高的炭黑，挥发份高，其色调可调性能好，其流动度也较高。炭黑样品加热至825± 25oC后以百分重量损失表示炭黑挥发份。炭黑含氧基因越多，挥发份也越大。 4、吸湿性和密度 炭黑是一种表面积大的物质，因此有一定的吸湿性。炭黑的吸湿量主要由表面积大小来决定。可加强措施，尤其在包装、贮存和运输的过程采取办法以减少产品的吸湿性。因为水分（吸湿量）过高会对加工过程带来麻烦，所以要求对某些品种炭黑有特殊包装。粉状的色素炭黑还是粒状的色素炭黑用于给定的塑料掺混物取决于分散的类型和树脂的特性，但加工能力也是很重要的因素，目前多数分散设备都能发挥剪切力，足以将粒状分散均匀。 二、炭黑在塑料行业中的应用 在选择之前，必须确定其用途，例如用于着色、防紫外光、或导电等等。 1、着色用炭黑 色素炭黑一般都能较好的给塑料着色，可根据着色特性或物化性能选用色素炭黑，着色用炭黑的品种的选择基本上都是随成品必须达到的黑度而定。 用极细的色素炭黑可以完成黑度要求特别高的着色； PE垃圾袋，塑料袋，电缆材料之类产品只需中等水平黑度，可以用比表面积较低，结构较高的炭黑品种；塑料调色时，炭黑称量和配料时出现的微小误差，均会导致明显的色差，因此，宜采用粒径较大，着色力较差的低色素炭黑，这样炭黑用量可以稍大，称量误差相对小些，并有分散性较好、价格较低的优点。对于灰色塑料，采用细粒色素炭黑往往呈现棕相灰色，而采用粗粒子色素炭黑可产生蓝相灰色。与其它有机颜料相比，炭黑除分散较困难外，其他性能均较好。科学的炭黑配合量，可提供较好的抗静电或导电性。 炭黑基本上是无毒的，但较易飞扬和污染，故常以色母粒形式供塑料行业使用，在消除污染的同时也改善了炭黑在塑料中的分散。炭黑作为塑料用颜料，常用的剂型有粉状和粒状。粒状炭黑飞扬较少，但分散较难，故在塑料着色中采用粉状炭黑。 2、紫外线防护性的应用 炭黑在塑料工业中用途之一是防紫外光老化，由于炭黑有较高的吸光性，因而能有效的防止塑料受阳光照射而产生光氧化降解。炭黑作为紫外光稳定剂在塑料中所起的作用有：把光能转化为热能；保护塑料表面而免遭一定波长的射线照射；截取原子团而产生防老化作用，从而阻止催化降解。紫外线对聚烯烃特别有害，试验证明当一定细度的炭黑的浓度为百分之二时可以达到完美的紫外线屏蔽作用。炭黑对塑料的紫外线老化的防护作用，取决于炭黑的粒径、结构和表面化学性。炭黑的粒径较小时，因表面积增大，其吸收光或遮光能力增加，故紫外线防护作用增强，但粒径小于20nm，其防护作用趋于同一水平，原因是当粒径过小时，逆向散射减小，而继续向前的光会威胁聚合物的稳定性。结构较低，即聚集体尺寸较小时，因聚集体几何体积较小，会增强对聚合物的防护作用，这也是结构较低的炭黑较黑的原因。炭黑表面含氧基团较多，即挥发份较高时，能消除聚合物分解时产生的基因，因此防护作用也增强。 三、HunterLab测色仪（着色强度测定仪）在炭黑中的应用 1、表面特征的影响 在测配色时，光泽和表面平整度对色差的影响最大。当光线照射到凹凸不平的表面时，在表面产生反射、散射和吸收。粗糙的表面散射大，反射和吸收少，所以人眼的反应光泽就低，而高光的涂料表面平整，反射大，散射少，人眼对光泽就特别敏感，光泽就高。从实际生产的经济性考虑，我们根据用途选择合适粒径的消光剂，它决定了消光剂的用量，一般消光剂用量越多，光泽越低。HunterLab测色仪（0o／45o或45o／0 o）对黑颜色和白颜色光泽的敏感性特强。以高色素炭黑为例，光泽从20降到10时，△E要相差1左右(用类似人眼的0o／45 o测量)，而其他品牌的测色仪测相同的黑板时，△E误差在0.3以内。其他颜色光泽在± 1.0度范围内变化时，△E一般在允许误差范围以内。当然在生产中颜料的耐高温性和烘烤的时间和温度也会对△E产生较大影响，这是在实际生产中要特别当心的问题。 2、台式、手提式设备一应俱全 台式测色仪LabScan XE和新款手提式测色仪MiniScan EZ，他们有其独特的优势，测试结果保持与人眼一致， MiniScan EZ轻巧、携带方便，可直接测量读取数据，也可以连接到电脑上输出数据。特别在生产线或与客户交流时，可以充分发挥其携带方便的优势。

您还在为您的四站分析仪器不能做微孔而烦恼吗？您还在为你的四站分析仪器不能独立分析微孔、介孔从而不能同时测定不同类型的样品而苦恼吗？美国麦克仪器公司为广大用户送上新年大礼—全球首款独立四站微孔、介孔多功能分析仪ASAP 2420-4，该款仪器秉承ASAP系列尖端仪器的高品质性能，沿袭了ASAP系列产品高端配置（例如专利的等温夹），并在此基础上进行了升级。 新款仪器具有如下特点： 四个真正完全独立的分析站，四套独立升降电梯，四站可同时分析也可独立分析，互不影响。对于不同类型的样品分析同样适用 8个脱气站脱气完全自动化，并且独立加热 配备多级压力传感器12个，包括1000Torr、10Torr、1Torr压力传感器。提供精确、可重复和高分辨率的压力数据，适用于所有的介孔和微孔分析 超大容量杜瓦瓶，适用于长时间分析，满足高精度分析需要 专利的等温夹确保整个测试过程的样品管和饱和压力管的死体积恒定 产品应用：药品、陶瓷、活性炭、炭黑、催化剂、油漆与涂料、推进染料、储氢材料、燃料电池等领域内当代材料科学的尖端研究。 更多产品详情，请咨询 400-630-2202 或登录我们的网站 www.micromeritics.com.cn www.micromeritics.com

p style=" text-indent: 2em " 自特朗普当选美国总统之后，两国之间的贸易摩擦直接升级为“战争”。第一轮中美贸易战互加关税之后，未对中国经济产生巨大冲击，美国决定自8月23日起对160亿美元中国输美产品加征25%的关税。对此，中方为维护自身正当权益和多边贸易体制，不得不做出必要反制，决定对160亿美元自美进口产品加征25%的关税，并与美方同步实施。 /p p style=" text-indent: 2em " 中美贸易战不断升级，对炭黑下游橡胶、轮胎行业已经是“家常便饭”。因为轮胎出口频遭“双反”已十年，主要品种皆受波及。受“双反”调查屡次冲击，轮胎出口结构中对美阶段性萎缩，2009-2011年由从24%降至15%，2014-2017年由21%降至12%，其中机动小客车用轮胎同比增减变动幅度最大。作为贸易摩擦的常客，轮胎行业尤其是以出口美国轮胎制品企业将是一场严冬，届时我国将有大量轮胎无法进入美国市场。作为报复，本次对美征收关税的产品中，石油化工产品、各种车辆列入征税清单，对美国支柱产业-能源、汽车等将造成重创。 /p p style=" text-indent: 2em " 今年，伴随着利润上涨，中国炭黑企业的产能在持续不断地扩大，金能科技与青岛西海岸新区管委会签署协议，将投资新建8X6万吨/年的绿色炭黑循环利用项目 苏州宝化炭黑10万吨/年的炭黑项目在湛江东海岛开工建设 安伦化工2条5万吨/年的硬质炭黑新生产线投产，今年年底或明年年初该工厂将持续扩充总产能到45万吨/年，一举成为全球单体产能最大的炭黑生产基地 /p p style=" text-indent: 2em " 预计2018~2021年间，全球炭黑市场的年均复合增长率为8.4%。炭黑行业的强劲增长是由轮胎和橡胶工业的需求激增所驱动。从大宗商品炭黑向更专用的特种炭黑转变，会对整体市场增长产生积极的影响。 /p

p 　　 strong Testa Analytical Solutions注册公司发布了一份技术报告，描述了如何使用他们的BI系列圆盘式离心/沉降粒度仪精确测量碳黑样品的粒径。 /strong /p p style=" text-align: center " strong img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/d966dc87-88fd-44fd-852a-876a29b9fb20.jpg" title=" BI-DCP圆盘式离心-沉降粒度仪.jpg" width=" 500" height=" 340" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 500px height: 340px " / /strong /p p 　　碳黑作为耐磨填料被 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 广泛应用于轮胎制造业，以及许多其他橡胶材料的生产中 /span 。碳黑还被 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 用作涂层、涂料、塑料、印刷油墨和黑色着色剂中的颜料 /span 。 /p p 　　由于碳黑聚合物的粒径分布(PSD)与分散体的热学及力学性能关系紧密，碳黑PSD的测量成为其质量控制的重要组成部分。 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 尽管谱图上经常只出现单个峰，但非团聚态碳黑的典型粒径分布范围却十分宽泛，可从10nm到500nm以上。 /span /p p 　　作者介绍了使用圆盘式离心/沉降粒度仪测量粒径的原理，他们证明了为获取更精确测量的消光修正的重要性。 /p p 　　给出了ASTM系列碳黑参比材料(A4-F4)的结果，并比较了不同参比材料的差异。讨论了不同样品制备方式，给出了这些制备方式随时间的稳定性。 /p p 　　该报告的结论是，考虑到小粒径尺寸及典型分布的幅度，BI系列圆盘式离心/沉降粒度仪是测量碳黑粒径的优选仪器。BI系列圆盘式离心/沉降粒度仪不仅是一个坚固的仪器，且它的工作原理发展良好。如果进行了所有的修正，使用BI系列圆盘式离心/沉降粒度仪对碳黑样品粒径分布测量的精确性是非常卓越的。 /p

中国汽车工业的飞速发展给国内的轮胎行业带来前所未有的机遇，如何提高轮胎的质量、如何延长轮胎的使用寿命是每个轮胎企业都在思考的问题，炭黑作为生产轮胎的重要原料，其比表面积与轮胎的磨损寿命、摩擦性和使用性能密切相关。为了给广大用户分享麦克仪器公司在炭黑领域的最新研究成果，2012年5月25日，麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司在在山东省大王地区举行了麦克炭黑表征专业研讨会。 此次会议共有60多位来自炭黑、轮胎行业内各知名厂家的技术骨干参加了会议。会议现场，钟华博士为广大用户做了技术报告，提供最新的技术解决方案。之后由唐涨辉资深服务工程师现场讲解仪器操作、保养方面的知识。会议现场，用户踊跃发言，提出疑问，钟华博士和唐工耐心地为广大用户做了解答，受到广大用户的热烈欢迎。会议结束之后，我们为部分用户提供了&ldquo 免费义诊&rdquo 服务，现场为用户调试软件，维护设备，解决了很多用户的燃煤之急。 钟华博士现场讲解 唐工现场讲解

俗话说，工欲善其事，必先利其器。仪器仪表是国民经济（GDP）的“倍增器”、“拉动器”，诺贝尔物理和化学奖中的约1/4-1/3与分析仪器相关。科学仪器是认识世界的重要工具，人类科学发展史上任何一次大的飞跃都离不开科研工具的巨大创新和根本变革，科学仪器的发展和创新往往是催生科技创新的重要要素。长期以来，科学仪器研制是我国科技发展的短板和弱项。面对美国和其它发达国家对中国高端科学仪器(特别是高端测量仪器)、部分关键器件的禁售，我国科学研究必须解决基础关键器件、部件、材料研制和系统设计等卡脖子问题，不断从源头上增强国家自信自立与守正创新的能力。近年来，我国对科学仪器的创新和研发高度重视，先后设立了“科学仪器基础研究专项”、“国家重大科研仪器设备研制专项”、“国家重大科学仪器设备开发专项”、“基础科研条件与重大科学仪器设备研发专项”等科研计划，旨在支持具有自主知识产权的科学仪器以及关键部件等的研发。经过多年的努力，先后成功研制了单细胞时空分辨分子动态分析系统、超高分辨离子迁移谱、超高灵敏光谱流式检测系统、小型质谱仪器、微流控芯片-质谱系统、高通量测序仪、微流控芯片与检测仪器、双向凝胶电泳成套设备和电化学成像等一系列原创仪器。分析仪器一直致力于发展高灵敏度、高通量、高效快速的分析检测方法，为各种产品质量的检测提供强有力的手段。近年来，我国的食品安全重大事件、公共安全、环境污染等事件中，分析仪器都能及时组织科技攻关，开发了相关检测技术和设备，建立了相应的国家标准，为维护国家利益和保障人民生命安全及健康做出了重要的贡献。光谱分析仪器作为富有活力的科学仪器之一，具有功能齐全、操作简便、快速分析等优点，已经发展成为诸多领域的理想检测设备。现如今，光谱分析仪器行业发展迅速，市场需求日益凸显。微型光谱仪具有重量轻、体积小、探测速度快、操作便捷、可集成化、可批量制造以及成本低廉等显著优势，已经成为现代科技必不可少的精密检测和分析手段，为深空探测、航空航天、科技考古、智能制造、精准医学、环境监测、智慧农业等领域的发展提供了理论基础与技术支撑。随着分析仪器研究，特别是光谱仪器研究的日益深入和技术手段的革新，现代多维、高通量化学测量系统已经从小数据发展到大数据，亟需完成从大数据、再到小智能、深度智能的质的蜕变，其对应的哲学也要扩展。大数据必须依靠多维、高通量的化学测量学系统产生，再用智能技术把测量大数据凝练成小智能、深度智能、精准化学知识。随着数据的海啸性增长，数据密集型科学已经发展成为第四科学研究范式，数据是这个新范式的核心。科研范式变革的新时代即将到来，我们需要主动拥抱变革、积极谋划变革、适应变革。当前，全球正在兴起新一轮科技革命和产业变革，人工智能是引领这次产业变革的战略先导性技术。人工智能已经发展成为化学研究的新帮手，比如化学AlphaGo、人工智能机器人、机器人化学家等。人工智能对内融合统一、对外交叉拓展的趋势为学科大交叉、大融合提供了现实的可能。通用人工智能势将成为今后国际前沿争夺的焦点，并将产生巨大的社会影响。 在人工智能时代，分析仪器如何迎接科学研究第四范式的机遇与挑战，发展为服务于化学与其它领域的现代数据密集型科学？化学、生物等传统依赖实验数据的学科，正逐渐引入大数据和计算机仿真模拟技术。数据密集型科学研究能够突破过去很多由于维度过多而造成的瓶颈问题。智能化、自动化与微型化已经成为分析仪器的主要发展趋势。复杂体系解析是生命、材料、能源、环境、食品等科学对现代分析科学提出的重大课题之一，针对复杂生命过程、先进材料创制、新型能源、食品安全、环境问题和特种空间等物质信息的精准挖掘与分析，发展复杂体系精准分析的化学计量学、机器学习以及人工智能新策略，进一步指导创新型分析仪器的设计与研发。隶属西北大学化学与材料科学学院/西安石油大学化学化工学院的化学信息学与绿色能源化学及过程分析研究团队，主要依托分析化学和应用化学学科。研究团队长期从事化学计量学与化学信息学及过程分析化学、含能材料和能源化工等的研究工作，致力于解决分析化学、材料科学、环境科学与生命科学等领域的关键科学问题与技术瓶颈。近年来，一方面，研究团队围绕含能材料分子设计与筛选、绿色精准合成、性能表征与大数据分析等的关键科学和技术问题，利用化学信息学及人工智能技术实现了含能材料合成过程高通量表征、性能预估与智能筛选，建立了含能材料的基本性能、性能退化和谱学等一系列专属型数据库，有效提高了含能材料数据的共享与利用效率，大大缩短了新型含能材料的研发周期；另一方面，面向国家安全的分析检测新方法和关键智能化仪器装置研发，建立了基于化学信息学及机器学习策略的系列性能优良且易于实现的现场激光诱导击穿光谱（LIBS）智能化测量技术，研发了集光谱预处理、定性定量分析与数据库为一体的LIBS分析软件系统，并应用于能源、环境和稀土材料领域。团队先后承担国家自然科学基金、科技部国家重大仪器设备开发专项子课题、国防科工委重大专项及国防973子课题等20余项研究课题，在《Chem. Sci.》、《Anal. Chem.》、《Chem. Commun.》等国内外学术刊物发表SCI论文200余篇，合作出版专著四部，授权国家发明专利5项，计算机软件著作权8项。先后获陕西省科学技术奖一等奖、中国仪器仪表学会科学技术奖一等奖等科技奖励十项。近年来，研究团队面向“大气复合污染综合防治，打赢蓝天保卫战”的国家重大战略目标，以针对复合大气污染物精准溯源与环境潜在风险预估的实际需求，借助人工智能与多谱融合策略，发展并建立了LIBS-IR多谱融合、机器学习与集成学习协同策略的复合污染物精准溯源与环境潜在风险预估方法，以揭示大气污染物的时空分布和污染特征，期望为复合区域大气污染的精准防治提供理论依据与技术支撑。大气污染源与其化学组分密切相关，可借助污染物组分信息追溯污染物来源。一次颗粒物在空气中会迅速转化为复杂的二次颗粒物，而颗粒物化学组成以及转化过程中自由基的实时监测有助于准确获取大气转化过程中的微观信息。由于颗粒物的粒径小且处于快速运动状态，大气颗粒物的原位操控是实现其化学组成精准测量面临的首要技术难题。激光捕获(又称光镊)是一种借助激光动力学效应将一束激光高度会聚并作用于微小目标(通常为μm量级)上产生三维势阱，进而实现单细胞、生物大分子等微粒的非接触、无损伤稳定操控和捕获技术，并于1997年获得了诺贝尔物理学奖。基于激光捕获的大气颗粒物原位操控技术为单颗粒精准测量提供了新思路和新方法，并成功应用于悬浮炭黑颗粒表面非均相氧化反应和化学成分变化过程监测、单纳米颗粒多元素原位同时分析等。激光捕获与LIBS相结合的单颗粒在线分析技术具有结构简单、成本低、灵敏度高等优势。然而，由于LIBS光谱强度更容易受到激光能量波动、粒子运动、样品的异质性以及光-物质相互作用的复杂性的影响，微米级单颗粒分析仍存在信噪比低、重现性差、难以准确定量分析等问题，需要进一步深入研究。研究团队针对微米级单颗粒精准定量分析的关键技术瓶颈，以碳颗粒为研究对象，借助人工智能、变量选择与机器学习等策略，研究了基于空心光束的单颗粒原位捕获与LIBS技术协同测量的策略，建立了基于随机森林的微米级单颗粒中重金属元素定量分析方法（如图1所示），获得了较好的分析结果。该成果发表在分析化学顶级期刊《Analytical Chemistry》（Anal. Chem. 2022, 94, 17595−17605）。图1 微米级炭黑单颗粒中金属元素的定量分析方法示意图首先开展了大气单颗粒物的稳定捕获与LIBS光谱原位测量方法研究，以悬浮大气颗粒物--微米级碳颗粒为研究对象，开展了基于热致非线性效应的空心光束形成方法研究，探索了捕获效率随不同实验条件的变化规律，通过单颗粒物的光场受力特性分析，获得最优化的大气单颗粒稳定捕获策略；进一步探索了微米级碳颗粒特征信息随外界条件的变化规律，确定了最优化的微米级单颗粒原位测量策略，有效降低了由于颗粒物抖动带来的误差，一定程度上提高了LIBS光谱的信噪比。针对采集到的单颗粒LIBS光谱，通过吸附法制备了不同金属（Zn、Cu和Ni）浓度的微米级炭黑颗粒样品，研究了不同光谱预处理方法对RF校正模型预测性能的影响，重点探究了RF校正模型预测性能随着不同变量选择方法（变量重要性投影（VIP）和变量重要性测量（VIM）以及阈值的变化规律，在最优化的光谱预处理方法、变量选择方法和模型参数等条件下，建立了基于变量选择策略的RF校正模型。结果表明，基于VIP或VIM的RF校正模型表现出了优异的预测性能（如图2所示）。对于Cu和Ni两个元素的分析，最优化的预测模型为VIM-RF校正模型（Cu和Ni的相关系数R2分别为0.9596和0.9548，均方根误差RMSE分别为126.2和142.5 ppm，平均相对误差MRE分别为0.0746 和0.0986）；对于Zn元素分析，优化的预测模型为VIP-RF校正模型（它的R2、RMSE和MRE分别为0.9662、84.0 ppm和0.0584）。该方法在准确度、重复性和稳健性方法均具有优异的预测性能，有效提高了微米级单颗粒定量分析的准确度。因此，空心光捕获辅助LIBS技术结合随机森林算法成功应用于微米级单颗粒中三种金属元素定量分析，可为复合大气污染物的精准测量与溯源提供理论基础与技术支撑。在未来的研究工作中，将借助多光谱协同测量、信号增强、机器学习与集成学习、自适应建模、模型迁移等策略，发展并建立多尺度单颗粒物以及复合污染物的定量分析方法，进一步揭示大气污染物的时空分布和污染特征，期望为复合区域大气污染的精准防控提供理论依据与技术支撑。在未来，我们团队将进一步聚焦国家重大社会需求和科技前沿热点问题，助力光谱技术及其分析仪器研发的持续创新发展。图2 基于不同随机森林校正模型对微米级碳颗粒中3种元素的预测性能（a：Zn b：Cu c：Ni）作者简介李华，西北大学、西安石油大学二级教授、理学博士、博士生导师，西安石油大学学术委员会主任。中国化工教育学会常务理事、中国化学会计算机化学专业委员会委员、中国石油企业协会专家委员会委员、中国光学工程学会激光诱导击穿光谱专业委员会常务委员，陕西省石油学会能源化工专业委员会主任，陕西省石油标准化技术委员会主任委员，陕西省工科类学科评议组（研究生教指委）成员，“新能源和新材料研究院”院长。主要从事过程分析与化学信息学、含能材料、绿色能源化学与过程等的教学与研究工作。分别于1988年和1996年在中国科学院长春应用化学研究所师从中科院院士苏锵研究员等获硕士和博士学位，后师从中科院院士高鸿教授从事博士后研究工作。1998-2001年，先后在美国华盛顿大学、美国海军实验室(NRL)、捷克Masaryk大学和德国Reutlingen大学担任访问、客座教授。主持国家自然科学基金9项、科技部国家重大仪器设备开发专项子课题和国防科工委重大专项及国防973子课题等研究项目，近年来在《Chem. Sci.》、《Anal. Chem.》、《Chem. Commun.》等国内外学术刊物发表SCI论文200余篇，合作出版专著四部，授权中国发明专利5项，计算机软件著作权8项。曾获1998年第二届陕西青年科技奖，2001年陕西省优秀留学回国人员，2006年获陕西省科学技术奖一等奖（排名第一）、2008年获陕西省科学技术奖二等奖（排名第二）和2019年中国仪器仪表学会科学技术奖一等奖等科技奖励。