差示扫描量热仪（DSC）在农药行业的应用

差示扫描量热仪（DSC）通过测量材料在程序控温过程中吸热或放热的热流变化，分析其相变行为。对于农药而言，其在加热或冷却过程中会发生诸如熔融、结晶、分解、氧化等物理或化学变化，这些变化伴随着热量的吸收或释放，差示扫描量热仪能够准确测量这些热流变化，从而获得农药的相关热性能参数。

农药的热性能参数，如熔点、玻璃化转变温度、热分解温度等，是表征其热稳定性、纯度、结晶性能等的重要指标。例如，熔点可反映农药的纯度，纯度较高的农药通常具有较尖锐的熔点峰；玻璃化转变温度则与农药的储存稳定性和加工性能密切相关；热分解温度可用于评估农药在不同温度环境下的稳定性，为其储存、运输和使用提供参考。

1、测量仪器

仪器型号：DZ-DSC300差示扫描量热仪

仪器品牌：南京大展仪器

2、样品制备

1、取样要求：取农药样品约5-20mg，确保样品均匀、无污染。对于固体农药样品，应尽量研磨成细粉，以保证热传导均匀；对于液体农药样品，需使用密封良好的容器，防止挥发。

2、预处理：若农药样品含有水分或挥发性溶剂，可先在低温下进行干燥处理，以消除其对实验结果的影响。对于某些需要消除热历史的农药样品，可先进行升温-降温循环处理，如以10°C/min升至一定温度后再冷却。

3、仪器校准

1、使用标准物质（如铟、锡）校准DSC的温度和热流信号。标准物质的熔点和热焓值是已知的，通过测量标准物质的DSC曲线，可对仪器的温度和热流进行校准，确保测量结果的准确性。

确保氮气或惰性气体保护（流速50-100mL/min），避免农药样品在测试过程中发生氧化反应，影响实验结果。

4、实验参数设置

温度范围：30-350°C

根据农药样品的性质和预期的热转变温度，设置合适的升温区间。一般来说，起始温度应低于农药的预期热转变温度，终止温度应高于其热分解温度。

升温速率：10°C/min

升温速率过高会导致峰温偏移，分辨率降低；升温速率过低则会使实验时间过长。因此，需根据具体情况选择合适的升温速率。

氮气保护（50mL/min）

重复测试：每组样品至少进行2到3次平行实验，以验证数据的重复性和可靠性。

5、测量图谱和分析

熔融峰温为132°C，表明该农药在该温度下开始熔融。

热分解温度为142°C，说明该农药在250°C以下具有较好的热稳定性。

通过对DSC曲线的分析，还发现该农药存在玻璃化转变温度，为进一步研究其物理状态和性能变化提供了依据。

6、图谱数据分析

1、熔融峰识别

通过软件分析DSC曲线，定位吸热峰（熔融峰）。确定以下特征温度：

起始点：曲线基线偏离的起始点，通常表示农药样品开始熔融的温度。

峰值：吸热峰的峰值温度，对应农药样品的熔点。

终止点：熔融过程结束点，标志着农药样品完全熔融。

2、热分解分析

观察DSC曲线中的放热峰，分析农药样品的热分解行为。

放热峰的位置和面积可反映热分解的起始温度、分解速率和分解热等信息。通过对热分解曲线的分析，可评估农药在高温下的稳定性，为其储存和使用提供安全指导。

3、玻璃化转变温度分析

玻璃化转变在DSC曲线上表现为基线的台阶状变化。通过确定台阶的起始点、中点和结束点，可得到农药样品的玻璃化转变温度范围。玻璃化转变温度对于理解农药的物理状态和性能变化具有重要意义，例如在储存过程中，温度低于玻璃化转变温度时，农药样品处于玻璃态，具有较好的稳定性；而温度高于玻璃化转变温度时，材料的流动性增加，可能会影响其性能和质量。

7、常见问题和解决方案

1、基线漂移或噪声大

原因：样品量过多、气体流速不稳定。

解决方案：减少样品量至合适范围，一般为5-10mg；校准气体流速，保证其稳定在设定值。

2、测试结果与文献值偏差大

原因：

1、农药批次差异、添加剂（如助剂、溶剂）或共混改性影响。

2、校准不准确或仪器状态异常。

解决方案：

1、比对相同来源样品的文献数据，确认材料组成一致性。

2、重新校准仪器，检查传感器灵敏度及炉体密封性。

3.样品热分解干扰熔融峰

原因：某些农药样品在熔融前发生降解。

解决方案：

1、采用惰性气体（如氮气）保护，降低氧化降解风险。

2、使用快速升温（如20°C/min）缩短高温停留时间。

差示扫描量热法技术为农药样品的热性能表征提供了高效、灵敏的手段。通过规范制样流程、优化测试参数及合理分析数据，可准确获取农药样品的关键热力学参数，为农药的研发、生产、储存和使用提供理论支撑。在农药领域，差示扫描量热法技术具有广阔的应用前景，可帮助科研人员更好地了解农药的性质和行为，推动农药行业的发展。