熔點儀測試過程中的影響因素

熔點是指物質由固態變成液態時的溫度，熔點測定是辨認物質特性的一個參數，也是衡量物質純度的一個指標，可鑒別并描述產品。因此，熔點的測定在化學工業、醫藥工業等行業中占有很重要的地位。

目前熔點的常用測定方法主要有顯微鏡法、毛細管法和熱分析法，其中毛細管法是測定無機、有機樣品和部分結晶聚合物的常用方法。筆者使用熔點儀對待測固體樣品進行熔點測定實驗，從樣品處理、操作條件進行測試過程中的影響因素分析。

樣品熔點測定

將裝有樣品的毛細管插入裝置檢測孔中，以恒定的速率升溫，由傳感器(儀器內置攝像機)測得透過樣品的光強度，光強度隨溫度的升高而變化。當透射光強度達到突躍變化的水平時，樣品已經熔融。

結果討論

1.樣品條件

1.1試樣顆粒尺寸

對于大顆粒試樣，因其熱阻較大，所測試樣品的熔融溫度和熔融熱焓會偏低 。在高聚物熔點的測定中，試樣顆粒形狀的不規則也會影響熔融溫度和熔融熱焓。因此，熔點測定前，試樣需研細后才能進行下一步試驗。

1.2試樣裝填高度

試樣裝填的高度會直接影響試樣內的溫度梯度，試樣裝填量過多，內部傳熱慢，溫度梯度大，熔點測量結果會偏高；裝填量過少，熔點測量結果會偏低。

結果表明，隨著試樣裝填高度的升高，測定的熔點值向高溫偏移。當裝填高度為3～4mm時，選取的兩種標準物質所測定的熔點值均Z接近于各自標準物質熔點的標稱值，且測試結果的CV值也Z小。因此，對于固體樣品熔點的精確測試，裝填高度為3～4mmZ佳。

1.3試樣裝填的緊密度

試樣裝填的緊密度對熔點測試也會帶來影響。試樣裝填不實，易產生空隙，不易傳熱，會造成試樣的熔化范圍變大；試樣裝填過實，會產生過熱現象，測得熔點值會偏高。

1.4試樣純度

試樣的熔化范圍與試樣本身的純度也有關系，理論上試樣純度越高，熔化范圍越短。對已知純度的對苯二甲酰氯樣品進行熔化范圍測定，每個樣品測試3次，取其平均熔點(初、終)。

結果表明，隨著對苯二甲酰氯純度的升高，其初熔點值逐漸升高，且以接近線性的方式增加，表明物質純度越高，熔化范圍越來越短。

2.測試條件

2.1起始溫度

在使用毛細管法測定物質熔點時，若起始溫度設置過高，升溫時熱量來不及傳遞，會使測定的熔點值偏高；若起始溫度設置過低，預熱時間過長，某些不穩定的樣品加熱后會產生分解及升華現象，會使得測定的熔點值偏低。由于實驗中的兩種標準物質性質較穩定，故只對將起始溫度設置為物質熔點的標稱值前1～10℃進行了測試，每個樣品測試10次。

結果可以看出，當起始溫度設置低于標準物質熔點的標稱值1～2℃時，由于樣品熱量來不及傳遞，測定的熔點值略有偏高；當起始溫度設置低于標準物質熔點的標稱值3～l0℃時，測量結果均在標準物質熔點的標稱值范圍內。

根據實驗測得的數據，當起始設置溫度低于標準物質熔點的標稱值5℃時，測量的熔點值Z接近于標準物質熔點的標稱值，且測量結果的標準偏差值也相對較小。因此，對于固體樣品的熔點測試，起始溫度設置低標準物質熔點的標稱值5℃時，測試結果較好。

2.2升溫速率

熔點測定過程中，升溫速率對試樣熔點測試有著較大的影響。選擇兩種標準物質，在不同的升溫速率下進行熔點測試，每個樣品測試10次。

結果可以看出，當升溫速率設置為0.6～1.0℃/min時，兩種標準物測定的熔點值均在標準物質熔點的標稱值范圍內，且測定結果的標準偏差值較小。

當升溫速率大于1.0℃/min后，測定的熔點值與標準物質熔點的標稱值相差越來越大，熔點數據間的重現性也越來越差。原因主要為兩個方面：

(a)物質的熔化過程是固一液相變的過程，在低升溫速率下，加熱爐和試樣接近熱平衡狀態，所測熔點值波動較小且平行性較好;在高升溫速率下，加熱爐升溫速率過快會導致試樣內部溫度分布不均勻，易發生過熱現象，所測熔點值偏高且平行性較差；

(b)物質在不同溫度下熔解成液體成分是不同的。低升溫速率下，液相成分充分擴散，光學性能比較一致，光電檢測的結果容易接近；高升溫速率下，液相成分未能夠充分擴散，光學性能不一致，致使測定值上下波動，數據的重現性差。

結論

使用兩種標準樣品進行測試條件的優化，實驗結果表明：試樣顆粒大小會影響熔融溫度和熔融熱焓，測試前將試樣研磨后再進行分析，以排除此帶來的影響；熔點儀內試樣的裝填高度為3～4mm，試樣的測量結果Z佳；試樣純度越高，熔化范圍越短；起始溫度設定為物質熔點的標稱值前5℃，測量結果Z接近物質熔點的標稱值；升溫速率設置為0.6～1.0℃/min時，兩種物質測定的熔點值均在標準物質熔點的標稱值范圍內，且測定結果的標準偏差較小。