SN 中华人民共和国出入境检验检疫行业标准 SN/T 3078.2—2015 化学品热稳定性测定 第2部分：热重分析法 Assessment of thermal stability of chemicals- Part 2 : Methods of thermogravimetry 2015-12-04发布 2016-07-01实施 中华人民共和国 发布 国家质量监督检验检疫总局 SN/T3078.2-2015 前 言 SN/T3078《化学品热稳定性测定》共分为2个部分： 第1部分：加速量热仪法； -第2部分：热重分析法。 本部分为SN/T3078的第2部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草， 本部分的技术内容采用ASTME2550-11《化学品热稳定性标准测试方法 热重分析法》。 本部分由国家认证认可监督管理委员会提出并归口。 本部分负责起草单位：中华人民共和国上海出入境检验检疫局。 本部分主要起草人：姚丽芳、惠博、朱志秀、陈相、陶海华、蒋伟、朱洪坤、张晓蓉、赵颐晴。 I SN/T3078.2—2015 化学品热稳定性测定 第2部分：热重分析法 1范围 SN/T3078的本部分规定了温度范围在室温到800℃之间材料热稳定性评估以及材料质量变化 程度鉴定的方法。 本部分适用于反应温度范围内不发生升华或蒸发的固体或液体。 含能材料，药物以及聚合物都可 以使用本部分。本部分尤其适用那些熔点和反应以及分解初期时间点相重合的物质。 本部分只能被用来测试包含质量变化的反应或分解情况。对于不均匀样品，本部分并不可靠。本 部分本身并不能用于确定安全的操作或储存温度 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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。 ASTME691确定试验方法精确度的实验室间研究（Practiceforconductinganinterlaboratory study to determine the precision of a testmethod) ASTME1582热重分析法温度刻度校准措施（Practiceforcalibrationoftemperaturescalefor thermogravimetry) ASTME2040热重量分析仪的质量范围校准测试方法（Testmethodformassscalecalibrationof thermogravimetric analyzers) 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 DIG曲线derivativethermogravimetriccurve 热重测量法(TG)数据的一阶导数与温度或时间的曲线。 3.2 质量变化平台期 masschangeplateau 热重测量法（TG)曲线上质量相对稳定的区域，也即DTG曲线中表示质量损失的最小值，和表示 质量增加的最大值。 4方法提要 在惰性气体容器内，以1℃/min～20℃/min的可控加热速度对测试样品进行加热。记录样品质 量随时间或温度的变化曲线，确定并报道起始温度和质量变化。质量的变化可以用其相对于初始设定 的质量记录基准线发生的偏离来表示（见图1）。 1 SN/T3078.2—2015 100 25 β=10℃/min 80- -15 质量变化/ 10 40- 20 150 100 200 250 300 350 温度/℃ 说明： 质量变化； ---质量变化速率，%/min。 图1典型TG和DTG曲线 5仪器 5.1 热重分析仪（TGA） 5.1.1 热天平，包括： 熔炉：在测试方法适用的温度范围内将样品统一加热至恒定温度或以恒定速率给样品加热。 温度传感器。可以用来测定熔炉或样品的温度，精确到士0.1℃。 一天平：能连续记录样品质量。最小量程为10mg，灵敏度为士10μg。也可使用更大量程的设 备。但灵敏度至少为重量的士0.1%。 维持容器惰性或活性气体的纯度在99.9+%，并且吹扫速率为（20士5)mL/min～（100士5）ml/min。 吹扫速率会因使用设备的不同而不同。应避免吹扫速率过快，因为这将会产生空气涡流和温 度变化，从而影响实验结果。 注：实验也可以在自发环境中进行。差示扫描量热仪(DSC)中含有直径为0.025mm~0.38mm小孔的密封容器被 认为能得到一个气体自发产生饱和的环境。 5.1.2 温度控制器：能够执行特定的温度程序，并能控制在（1士0.1)℃/min～（20士0.1）℃/min速率。 5.1.3记录设备：Y轴可以记录并进行演示任何样品质量信号片段，包括信号噪音，X轴表示温度或时 间信号，包括信号噪音。 5.1.4容器（平底锅、等）：与样品不会产生反应，在测试方法温度限值下保持热稳定的容器（平底 锅、埚等）。 注：在自发环境实验中，可使用DSC中含有直径为0.025mm～0.38mm小孔的密封容器。 5.2 天平 量程为大于或等于100mg的用于称量样品或容器的天平。精确到士0.1mg。 2 SN/T 3078.22015 5.3附带设备 将样品装人DSC密封的器皿内进行自发环境研究的装置。 6 分析步骤 6.11 仪器准备 6.1.1按照生产商操作手册中的步骤准备TGA。 6.1.2按照生产商操作手册把温度传感器放在合适位置。应保证样品容器不与传感器接触，除非 TGA设计的时候将温度传感器安置在埚座上。同样重要的是温度传感器在温度标定后不能移动。 6.1.3在整个实验过程中，熔炉气流速率维持在20mL/min～100mL/min。 6.2取样和安全预防 6.2.1样品应该是能代表测试材料的样品，包括颗粒大小和纯度。 6.2.2在其他信息不足的情况下，样品接收后应该立即对其进行分析。如果在分析之前，需对样品进 行某种加工，例如干燥，其中导致的质量变化必须在报告中详细记录。 6.2.3样品质量的选择取决于材料的危险度，仪器的灵敏度，加热速率以及样品均一性。此测试方法 材料数量越少越好。但样品量应足够代表材料，并提供足够信号。通常材料的质量是1mg～10mg。 应考虑样品的大小，因为厚的样品会因样品内部导热性滞后而发生转折变宽。 6.2.4对于未知危险性的材料，第一次使用该检测方法进行检测时，需要在样品准备和测试之前采取 相应的预防措施。 6.2.5大样品（大于5mg)应该在考虑其潜在危险反应之后进行试验。对于含能材料或者性质不明的 材料最安全的方法为一开始使用质量不超过1mg，并且使用低加热速率（1℃/min～10℃/min）。 6.2.6当需要对材料进行磨压来减少大小时，测试方法的使用者需要假设材料对于摩擦或静电放电有 一定敏感度。因此，在磨压之前，要对材料进行适当的测试。对于一些不清楚其危险度的材料，在准备 材料时，应该使用适当的保护设备。如果有材料安全数据表的话，在处理未知材料之前，应该进行研究 或学习。 6.2.7如果被测材料在加热时可能产生对人体或设备有害或腐蚀性气体的，应该采用排烟设备来处理 掉这些排弃气体。 6.3推荐测试条件 6.3.1样品质量：5mg。如果材料性质不明，可以减少至1mg。 注：对于含能物质，建议样品量不超过1.0mg。 6.3.2加热速率：10℃/min~20℃/min。 注1：起始温度受加热速率的影响。所以只有在相同的加热速率的情况下得到的值才具有可比性。 注2：当质量发生复杂的变化时，建议使用较低的加热速率（1℃/min10℃/min）。 注3：对于含能材料，建议使用较低的加热速率（1℃/min～10℃/min）。对于爆炸品，建议加热速率不能超过 3℃/min。 6.3.3温度范围：温度范围为室温至600℃。 6.4校准 6.4.1采用ASTME2040或者生产商仪器准则及详细记录对质量信号进行校准。 6.4.2根据ASTME1582校准熔炉的温度，采用相同的加热速率，吹扫气体，气流速率，温度传感器，这 3 SN/T 3078.22015 样也方便以后的样品试验。 6.5测定步骤 6.5.1准备一个空的干净的样品容器，称重调零。 6.5.2将重量在量程的10%之内的样品放置于调零好的容器内，称重。 注：粉末和颗粒样品应均勾分布于样品容器内，使得暴露面积最大化。 6.5.3在室温状态下，把样品和容器放到TGA里。 6.5.4以10℃/min的恒定速率对样品进行加热，并且记录在TG曲线上。持续加热，直到质量不发生 变化，或者温度远远大于受试物质的有效温度范围。 注：可以使用其他加热速率，但是需要报告。 6.5.5试验完成后，冷却装置到室内温度.清理容器，并更换新的容器。 6.5.6 描绘TG和DTG曲线。 6.5.7在TG曲线上，将初始质量随着温度升高外推建立基准线。 6.5.8在TG曲线上选择最先发现与基线偏离的点作为初始温度（T。）。 注1：将TG曲线质量变化1%~2%区域放大，选择起始温度（见图2)。 注2：起始温度也可以通过DTG曲线得到，然而，只有同一方法得到的结果具有可比性。 6.5.9初始温度时样品质量减去加热后质量变化平台期样品质量，得到样品反应或分解的质量变化。 100.07 β=10℃/min 99. 5 质量变化速率/（%/min） 质量变化/% 99. 0 98. 5 98. 0 +0 100 120 140 160 180 200 温度/℃ 说明： 一质量变化，%； ---质量变化速率，%/min。 图2用于选择起始温度（T。）的放大TG和DTG曲线 7精密度和偏差 7.1该试验方法的精密度和偏差可由2