ICS 83.080.01 CCS G 31
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T19466.5—2022
塑料 差示扫描量热法（DSC）第5部分：特征反应曲线温度、时间：
反应恰和转化率的测定
Plastics-Differential scanningcalorimetry(DsC)- Part 5 : Determination of characteristic reaction-curve
temperatures and times,enthalpy of reaction and degree of conversion
(ISO 11357-5:2013,MOD)
2022-12-30发布
2023-04-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准花管理委员会 发布 GB/T19466.5—2022
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T19466《塑料差示扫描量热法(DSC)》的第5部分。GB/T19466已经发布了以下部分：
第1部分：通则；
-
—第2部分：玻璃化转变温度的测定；
第3部分：熔融和结晶温度及热熔的测定；
-
—第4部分：比热容的测定； —一第5部分：特征反应曲线温度、时间，反应熔和转化率的测定；第6部分：氧化诱导时间（等温OIT)和氧化诱导温度（动态OIT)的测定。 本文件修改采用ISO11357-5：2013《塑料差示扫描量热法（DSC）第5部分：特征反应曲线温
度、时间，反应恰和转化率的测定》。
本文件与ISO11357-5：2013相比做了下述结构调整：
调整了图2(见10.2)和图4(见10.3.2)的位置。 本文件与ISO11357-5：2013的技术差异及其原因如下：
用规范性引用的GB/T19466.1替换了ISO11357-1（见第3章～第8章，9.2、10.1、10.3.2、 第12章），以适应我国的技术条件，增加可操作性；增加了DSC曲线的要求（见第12章），试验报告中附DSC曲线使得本方法所测定的结果更完整，便于理解与应用。
本文件做了下列编辑性改动： —增加了9.3.2和9.3.3的引导语（见9.3.2和9.3.3）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国石油和化学工业联合会提出。 本文件由全国塑料标准化技术委员会（SAC/TC15)归口。 本文件起草单位：中蓝晨光化工研究设计院有限公司、山东非金属材料研究所、耐驰科学仪器商贸
（上海有限公司、国家能源集团宁夏煤业有限责任公司、固誉（福建）科技有限公司、梅特勒托利多科技（中国)有限公司、沃特世科技（上海）有限公司、国高材高分子材料产业创新中心有限公司、青岛市产品质量检验研究院、山东道恩高分子材料股份有限公司、浙江华峰热塑性聚氨酯有限公司、聊城大学、东莞市合标科技有限公司、中国石油化工股份有限公司北京化工研究院、北京市科学技术研究院分析测试研究所（北京市理化分析测试中心）、吉林省产品质量监督检验院、呈和科技股份有限公司、濮阳市恩赢高分子材料有限公司、江门市德众泰工程塑胶科技有限公司。
本文件主要起草人：郑有婧、王雪蓉、杨丽坤、盛沈俊、邓代从、李雄、郭艳霜、庞承焕、谷小凤、 王志萍、吕正忠、何微娜、滕谋勇、屈兴合、罗莎、池海涛、高峡、李尚禹、郭迎迎、赵文林、王凯、曾建平。
1 GB/T19466.5—2022
引言
GB/T19466《塑料差示扫描量热法（DSC)》是使用差示扫描量热法（DSC)对热塑性材料和热固性塑料包括模塑材料和复合材料等聚合物进行热分析的方法标准。所述方法包含应用差示扫描量热法对聚合物进行各种热力学和动力学测定的通则和方法，拟由7个部分构成。
第1部分：通则。目的在于建立使用差示扫描量热法（DSC)测定塑料包括模塑材料和复合材料等聚合物的各种热力学和动力学的总体原则和相关规则。
一第2部分：玻璃化转变温度的测定。目的在于为玻璃化转变温度的测定确立可操作、可追溯、
可证实的程序，第3部分：熔融和结晶温度及热恰的测定。目的在于为结晶和半结晶聚合物熔融和结晶温度及热恰的测定确立可操作、可追溯、可证实的程序。 第4部分：比热容的测定。目的在于为塑料比热容的测定确立可操作、可追溯、可证实的程序。
一第5部分：特征反应曲线温度、时间，反应恰和转化率的测定。目的在于为固态或液态的单体、
预聚物和聚合物的反应的温度和时间、反应熔、转化率的测定确立可操作、可追溯、可证实的程序。
一第6部分：氧化诱导时间（等温OIT)和氧化诱导温度（动态OIT)的测定。目的在于为聚合物
材料氧化诱导时间和氧化诱导温度的测定确立可操作、可追溯、可证实的程序。 第7部分：结晶动力学的测定。目的在于为聚合物结晶动力学的测定确立可操作、可追溯、可证实的程序。
= GB/T19466.5—2022
塑料差示扫描量热法（DSC）第5部分：特征反应曲线温度、时间，
反应炝和转化率的测定
警告：应警惕某些材料可能发生失控反应或发生其他危险现象。
1范围
本文件描述了使用差示扫描量热法(DSC)测定反应的温度和时间、反应焰、转化率的方法。 本文件适用于固态或液态的单体、预聚物和聚合物，包括含固态或液态的填料和/或引发剂的材料。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T19466.1塑料差示扫描量热法（DSC）第1部分：通则（GB/T19466.1—2004，ISO11357-1： 1997,IDT
3术语和定义
GB/T19466.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
聚合polymerization 单体或单体混合物转化为聚合物的过程。
3.2
交联crosslinking 聚合物链间形成多个分子间共价键或离子键的过程。
3.3
转化率“ degree of conversion 参加了反应的反应物（单体）与起始反应物（单体）的量之比。 注：转化率取决于时间和温度。
4原理
按照GB/T19466.1的规定，所述的试验方法通过DSC曲线表示反应的各个阶段。
5 仪器和材料
按照GB/T19466.1的规定。
1 GB/T19466.5—2022
6试样
按照GB/T19466.1的规定。 如果未另行规定，试样的质量为5mg～20mg。如果热效应过高或过低，则调整试样质量。
试验条件和试样的状态调节
7
对于聚合物，试验条件和试样的状态调节按照GB/T19466.1的规定。 对于释放挥发性成分的试样，可将试样封闭在耐高温高压的气密埚中进行状态调节和试验。 相关方应商定适当的状态调节程序，并在试验报告中说明。
8校准
按照GB/T19466.1的规定。
9 试验步骤
9.1概述
根据需要获得的信息，可选用以下两种方法进行试验：
温度扫描法；等温法。
9.2 2温度扫描法
温度扫描法按照GB/T19466.1的规定。 以5K/min20K/min的扫描速率，从环境温度到足以记录整个反应峰的温度范围内进行温度扫
描。所有试验的扫描速度相同，以便进行比较。
结束温度应低于聚合物开始分解时相应的温度。 用预试验能确定聚合物分解温度。
9.3 等温法 9.3.1概述
将试样装入DSC样品支持器后，能采用两种不同的方法进行等温试验：
从测量温度开始；一从环境温度开始，快速升温达到设定的测量温度。 注：方法的选择取决于量热仪的模式。测量温度是在温度扫描模式的基础上选择的。温度接近于在扫描模式下峰
值开始时的温度。
9.3.2 从恒温温度开始的试验方法
从恒温温度开始的试验方法程序如下：
将参比埚放人量热仪； b) 仪器设置到所需的试验温度；
a)
2 GB/T19466.5—2022
c) 在设定温度下稳定5min； d) 将装有试样的埚放入量热仪； e) 开始测量，记录DSC曲线； f) 取出装有试样的，冷却至室温； g) 将装有试样的埚放回量热仪中； h）再次记录DSC曲线（将第一条曲线扣除第二条曲线，以校正引人埚引起的量热仪扰动）。 注：当使用此程序时，人工将埚放人量热仪的操作步骤无法完整复现。此外，样品的状态也可能在反应过程中发
生变化，因此，两条曲线相扣除可能会引入误差。
9.3.3 从环境温度开始的试验方法
从环境温度开始的试验方法程序如下：
将埚（参比和试样）同时放入室温下的量热仪中； b) 以尽可能快的速率将量热仪温度升高到设定的试验温度； c) 记录DSC曲线； d) 将量热仪冷却到环境温度； e) 重复上述过程，不取出埚，再次记录DSC曲线（将第一条曲线扣除第二条曲线，修正量热仪
a)
由快速加热过程引起的扰动）。 注：当使用此程序时，试样的状态可能会在反应过程中发生变化。因此，两条曲线相扣除会产生误差。
9.3.4残余恰
在按照9.3.2或9.3.3进行的等温运行结束时，不取出样品架，将仪器冷却至室温。以与温度扫描相同的速率将试样加热至低于聚合物开始分解时相应的温度，以确定是否存在残余熔（即是否发生任何其他反应）。残余恰加上等温反应的熔，得到反应的总恰。
10 结果计算和表示
10.1 反应特征温度和反应（温度扫描法）
放热峰的DSC曲线（温度扫描法）见图1，详情另见GB/T19466.1。
3 GB/T19466.5—2022
dQ/dr
Ti,r Tei,
of
If,
Tpvt
T
标引符号说明： dQ/dt热流速率; T
温度。
吸热的方向。
图1放热峰的DSC曲线（温度扫描法）
图1所示温度为： Ti.. - 反应起始温度，DSC曲线外推基线的起始点温度； Teair 外推起始温度，外推基线与对应于反应开始的曲线最大斜率处所作切线的交点所对应的
温度；
Tp.r - 最大反应速率温度，峰顶温度； Tef.r 外推终止温度，外推基线与对应于反应结束的最大斜率处所作切线的交点所对应的
温度；
Tt.r - 反应结束温度，DSC曲线回归到最终外推基线的温度。 通过对反应峰和内插基线之间从Ti,到Tr.的面积积分得到反应熔△H.，单位为焦耳每克（J/g）。
10.2反应特征时间和恰（等温法）
两种方法（9.3.2和9.3.3)到达反应开始所需的时间可能不同。 图2所示温度为： to.. 到达温度平衡的时间，从这一点开始测量其他时间； tir一反应起始时间，DSC曲线内插基线的起始点； tei,t 外推起始时间，内插基线与对应于反应开始的曲线最大斜率处所作切线的交点所对应的
时间；
tp.r 最大反应速率时间，峰顶时间； t f,r" 反应结束时间，DSC曲线返回到基线的点。
4 GB/T19466.5—2022
dQ/drl
标引符号说明： dQ/dt - 热流速率；
时间。
t
·热的方向。
图2 放热峰的DSC曲线（等温法）
通过对反应峰与内插基线之间从ti到tt.的面积积分得到等温阶段的反应恰。 注：选择合适的试验温度，以便获得如图2所示的反应峰曲线。适用时，降低试验温度。 如果反应立即开始，曲线将如图3所示。此时，ti.和tei.无法测量，时间ti.等于to.r。
dQ/dr
b,r=fi,r ‘p.r
c
标引符号说明： dQ/dt - 热流速率；
时间；一反应曲线；反应试样。
t 1 2 ■吸热方向。
样品引人的点。
图3 3放热峰的DSC曲线（反应瞬间开始）
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