從一段DSC的降溫程序中我們能發現什么？

對于大部分DSC用戶來說，在研究材料的熱物性時，我們通常更關注升溫曲線段。其實在有些情況下，升溫曲線段的信息是十分有限的，不能夠滿足我們對于一個樣品的熱效應的特性進行更進一步地分析和解釋。此時，我們可以通過設計降溫段程序來進一步通過DSC獲取有價值的信息。

案例分享

以下案例基于配置了機械制冷的DSC3設備所測得的實驗結果。我們一起通過以下案例來一窺降溫段的“神奇之處"。

Case1:降溫段程序區分回收PP和未使用PP

何為PP回收料？PP再生料也就是聚丙烯再生料。再生也指回收，是相對是新原料來說的第二次熱塑處理以后的通稱。一般的塑料使用一次以后，經過回收機的熱化擠出制粒，可以再次當作原料來使用，把經過回收擠出的聚丙烯料都叫做PP再生料。回收廢舊塑料由于帶有一定的雜質，而且原料在加工和使用中還存在著降解和老化。因此在使用前需要進行區分和鑒別。

該案例的方法為10K/min的升降溫速率從40—180℃的循環，兩個樣品質量均為5-6mg。可以看到兩個樣品的一二次升溫曲線幾乎沒有任何區別，但是降溫段兩者的結晶行為則有較大的差別，回收PP的開始結晶溫度更高，結晶峰更寬。這是因為在結晶過程中，經過使用回收后的PP其結晶核中非熱結晶核（使用過程中的雜質起到成核劑作用）的含量相對更高。

Case2:液晶材料的相轉變過程研究

液晶（LC）和液晶高分子（LCP）通常是指在一定溫度范圍內呈現介于固相和液相之間的中間相的有機化合物。在這中間相，它既具有液體又具有晶體的特性；其顏色和透明度可隨外界條件（如溫度，電場，磁場，吸附氣體等）變化而變化。由于液晶具有復雜的中間相，并且有些相變過程的熱效應也很小，屬于微弱的一級相變，因此對DSC的靈敏度和量熱的準確性提出了很高的要求。否則有些相變過程就會因測量不到而被忽略。

為了節省測試時間以滿足大量的未知樣品的信息讀取，通常顯示面板企業會將升溫速率設置為不低于10K/min,在這個升溫速率下，對于液晶材料來說，其固液轉變的熔融峰可能會與液液相轉變相重疊，而忽略掉該相轉變。

下圖中的案例為肉豆蔻酸膽固醇酯在10K/min的升降溫速率下的相轉變過程，在升溫段83℃處的肩峰為非各向同性到各向同性的相轉變過程，具體可理解為，在A點熔化后樣品存在近晶型（液體結晶）狀態，隨后在B處過渡到膽甾醇相，在C處液體結晶被破壞，形成各向同性液體。顯然升溫段中，相轉變過程以肩峰形式出現難于判斷和計算其相轉變熱量大小。但是在降溫段中，我們可以看到兩個分離良好的小峰出現在約 80 ℃和 72℃。這些對應于峰C和肩部B，此類轉變的過冷度是遠小于實際結晶過程的，因此可以將其與液體結晶較好地區分開。