测定温度

测定温度（精选8篇）

测定温度 篇1

1 井筒温度、压力预测的目的和意义

取得井筒压力、温度的途径有:

(1) 在井筒中布置一定数量的压力计和温度计;

(2) 仅实测井底或井口压力、温度, 采用理论分析方法预测整个井筒的压力、温度分布。

然而, 对于一些高压气井及高黏度稠油井, 有时很难进行下压力计、温度计的操作, 因此切实可行的方法是采用理论分析手段对井筒压力、温度分布进行预测。

本文的内容是应用基础理论研究的一部分, 通过井筒流体压力、温度分布规律的研究, 建立能够满足现场需要的准确的数学预测模型, 并将模型预测值与部分井的实测值进行对比分析, 以校正理论的正确性, 从而为不能下井底压力计、温度计的井提供测试工具及管柱工作力学分析所需的压力和温度分布。本文重在预测, 通过建立精确可靠的压力、温度预测模型, 使测试工艺参数更好地符合实际测试过程, 并将为测试工具仪表的选择及测试工艺的优化设计提供技术依据。准确预测井筒温度和压力的分布将提高深气井完井测试技术的安全性和可靠性, 提供稠油热采实施方案的有利依据, 有助于提高复杂条件下测试工艺的水平, 从而产生显著的经济效益和社会效益。

2 井筒气液两相流动的流动型态

(1) 泡状流。井筒内流体的压力稍低于饱和压力, 少量的气体从油中分离出来, 以小气泡的形式分散在油中。

(2) 弹状流。在流动过程中, 随着压力的降低, 小气泡逐渐膨胀, 互相合并成大气泡。最后大气泡成为顶部凸起的炮弹形气泡。

(3) 段塞流。井筒内流体的压力进一步降低至低于饱和压力, 气体继续分离出来, 并且进一步膨胀, 且炮弹形气泡形成气体柱塞, 井筒内出现一段液体, 一段气体的柱塞状流动。

(4) 环状流。随着气体的继续分离与膨胀, 气体的柱塞不断加长而突破液体柱塞, 形成中间为连续气流, 管壁附近为环状液流的流动型态。

(5) 雾流。当气体的量继续增加时, 气柱几乎完全占据了井筒的横断面, 液体呈滴状分散在气柱之中。

2.1 井筒中流体的能量平衡及温度分布

油层产出的油气混合物从井底上升时, 历经散热、脱气及气体膨胀、析蜡等过程。井筒上取dl长的微元 (如图3—1) 并取l的正方向向上, 进行能量平衡的分析。假设脱气及气体膨胀做功与油气的的举升相抵消, 又假设析蜡放出的热均匀分布于全井筒, 并作为内热源, 则可写出能量平衡方程式:

2.2 空心杆掺热流体抽油井井筒温度分布

近年来有些油田开始用空心抽油杆结合掺入热流体开采稠油和高凝油。热流体由空心抽油杆引入, 在某一深度流出, 与从油管通过采出的原油一同流向井口。在这种情况下, 油套环形空间的流体是静止的, 实际上起着保温层的作用, 因此使用空心抽油杆的热损失较小, 油管中和井口产出的原油温度高度, 很适合稠油油藏的开采。本节将介绍掺热水和注蒸汽等的井筒温度分布计算。

2.2.1 空心杆掺热水采油井井筒温度分布

空心杆掺热水采油井将热水从空心杆导入, 从油管排出, 整个过程的能量平衡计算可以将井筒分为三段, 第一段为加热段, 从井口至掺水深度止;第二段从掺水深度至泵口处;第三段从泵口至油层中部。第二、三段的产液温度分布可根据常规采油时的能量平衡方程式,

在加热段, 根据能量守恒原理, 可列出两个热平衡方程式:

2.2.2 空心杆掺蒸汽采油井井筒温度分布

空心杆掺蒸汽多用于较浅的油层, 掺入的是中低压水蒸气。由于蒸汽在空心抽油杆中凝结, 它可以使套管保持在可以承受的温度范围内, 而又能较多的提高产出原油的温度, 并保持原油中掺入最少的水量。空心抽油杆掺入蒸汽开采稠油的工艺中, 空心抽油杆的上部是蒸汽凝结放热, 至蒸汽全部凝结, 蒸汽的干度X=0。以下就变为热水的冷却放热, 其计算方式与掺热水循环一样, 只是kl2值小一些。井筒上部的蒸汽冷凝段按下面的能量平衡方程组计算:

3 结论

采用例题所给的参数, 结合井筒温度、压力分布的理论分析, 通过对空心杆抽油机井电加热与不加热井筒温度、压力分布的计算, 得出以下结论:

(1) 井筒压力和井筒温度分布并不是呈线性分布, 井筒温度分布从井底至井口呈部分曲折下降趋势, 而井筒压力分布呈整体平缓下降趋势。

(2) 井筒压力和井筒温度之间不是两个独立的物理量, 而是相互紧密联系的两个物理量。

(3) 井筒压力、温度计算的关键是求出气液两相的各相物性参数, 而这些参数同时又是压力和温度的函数, 因此整个计算过程需要运用多次迭代法。

(4) 对井筒采取加热措施可以使井筒温度下降幅度减小, 使井口温度较不加热时要高很多, 同使还能减小井筒内的流动阻力, 从而使压降幅度减小, 使井口压力值维持高位。

(5) 由于不同深度处的传热介质有所不同, 使得不同深度处的传热系数是变量, 而非常量, 这也是导致温度沿井深呈非线性分布的一个主要因素。

测定温度 篇2

温度对酚试剂分光光度法测定空气中甲醛的影响

摘要：GB/T 18204.26《公共场所空气中甲醛测定方法》中的酚试剂分光光度法,其方法原理是空气中甲醛与酚试剂反应生成嗪,嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物.根据颜色深浅,比色定量.两步反应在室温较低时作用不完全.吸光度随时间延长而逐渐加大.文章经过不同室温实验提出,在室温低于23℃时,两步反应应在恒温水浴43℃保温10min.室温达到23℃时可不必加热.作 者：李才津 陈岳 蒋家保 作者单位：湖北国土资源安全卫生科学研究院,湖北,武汉,1430072期 刊：中国环境监测 ISTICPKU Journal：ENVIRONMENTAL MONITORING IN CHINA年，卷(期)：,23(3)分类号：X831关键词：温度 酚试剂 甲醛

测定温度 篇3

煤释放出足够的挥发分与周围大气形成可燃混合物的最低温度就是煤的着火温度。

1) 着火温度与煤的变质程度有一定的关系, 一般变质程度高的煤着火温度也比较高, 变质程度低的煤着火温度也低, 所以可以将煤的着火温度作为判断煤炭变质程度的参考。

2) 根据煤的氧化程度与着火温度之间的关系, 利用原煤样的着火温度和氧化煤样的着火温度间的差值来推测煤的自燃倾向。一般地说, 原煤样着火温度低, 而且氧化煤样着火温度降低数值大的煤容易自燃。

3) 根据煤的着火温度来判断煤是否已氧化。煤在轻微氧化时, 用元素分析或腐植酸测定方法是难以作出判断的, 而煤氧化后着火温度确有明显下降, 所以着火温度可作为煤氧化的一种非常灵敏的指标。人们可以通过测定煤的着火温度来测定煤的氧化温度, 即分别测定原煤样、氧化煤样和还原煤样的着火温度。

2 着火温度测定的方法及对煤样的要求

2.1 测定着火温度所用试剂的要求

本次试验所用亚硝酸钠 (GB/T633) 为分析纯亚硝酸钠;过氧化氢 (GB/T6684) 为质量分数是30%的过氧化氢。

2.2 着火温度自动测定仪

主要由加热装置 (包括加热炉和铜加热体) 和控制测量系统组成。

本次试验加热炉要求为圆形, 能加热到600℃的加热炉;铜加热体要求孔数为7孔;控制测量系统能在100℃~500℃范围内控制升温速度为4.5℃~5.0℃/min, 测温精度1℃, 能自动判断和记录煤的着火温度。

2.3 试验所需的仪器设备要求

实验要求感量为1 mg的分析天平;能自动控制温度在50℃~60℃, 压力在53 k Pa以下的真空干燥箱和温度能自动控制在105℃~110℃的鼓风干燥箱。

2.4 煤样

2.4.1 煤样

按GB474将煤样制成粒度<0.2 mm的一般分析煤样。

2.4.2 原样

将煤样置于温度为55℃~60℃、压力为53 k Pa的真空干燥箱中干燥2 h, 取出放入干燥器中。

2.4.3 氧化样

煤样用过氧化氢处理:在称量瓶中放0.5~1.0 g煤样, 用滴管滴入过氧化氢溶液 (每克煤约加0.5 ml) , 用玻璃棒搅匀, 盖上盖, 在暗处放置24 h, 打开盖在日光或白炽灯下照射2 h, 然后按6.2干燥样品。

2.5 试剂处理

将亚硝酸钠放在称量瓶中, 在105℃~110℃的干燥箱中干燥1 h, 取出冷却并保存在干燥器中。

2.6 测定着火温度时原煤样、氧化煤样和还原煤样的具体要求

原煤样:粒度为0.2 mm以下的空气干燥煤样。

氧化煤样:用过氧化氢处理粒度为0.2 mm以下的空气干燥煤样后得到的煤样。

还原煤样:在粒度为0.2 mm以下的空气干燥煤样中加入适量的还原剂 (如联苯胺) , 使煤恢复到未氧化状态时的煤样。

2.7 测定着火温度时原煤样、氧化煤样和还原煤样的制备

原煤样:煤样在真空干燥箱中于55℃~60℃、53 k Pa (400 mm Hg) 压力下干燥至质量恒定后, 与在105℃干燥箱内干燥过的亚硝酸钠以1∶0.75的质量比例放入玛瑙乳钵中磨细并混合均匀。

氧化煤样:原煤样放入带盖容器中, 按每克煤样加入30%的过氧化氢0.5 ml的比例加入过氧化氢, 搅拌均匀, 盖上盖放在暗处24 h, 然后放在阳光下暴晒2 h, 使多余的过氧化氢分解掉, 再放入真空干燥箱中干燥至质量恒定。试验时, 氧化煤样与亚硝酸钠按1∶0.75的质量比例放入玛瑙乳钵中磨细并混合均匀。

还原煤样:先将干燥的亚硝酸钠与联苯胺以0.75∶0.025的质量比例混合均匀, 试验时再将原煤样与该混合物按1∶0.75的质量比例放入玛瑙乳钵中磨细并混合均匀。

2.8 煤的着火温度测定的方法

着火温度测定标准方法按使用仪器的不同分为两种:一种是经典的人工测定方法;另一种是使用专用仪器的自动测定方法。二者的测定原理相同, 都是将煤与固体氧化剂 (亚硝酸钠) 混合, 并以4.5℃~5℃/min的速度加热至煤爆燃。前者以煤样爆燃时测量系统内空气体积突然膨胀 (量水管内液柱突然下降) 时的温度作为煤的着火温度;后者以煤样爆燃时, 升温速度突然增加, 其加热曲线上出现拐点时的相应温度为煤的着火温度。

3 测定煤的着火温度时的影响因素及注意事项

3.1 煤自燃、影响因素及与着火温度的关系

3.1.1 煤自燃过程

煤的自燃因素十分复杂。它与煤的煤化程度、煤岩显微组分的分布有关, 还与煤中硫铁矿的含量有关, 此外还与煤堆周围的大气湿度、温度、风力、阳光照射等有关。煤炭自燃的根本原因是被空气中的氧氧化。煤氧化时生成可燃物一氧化碳、乙炔及其他烷烃物质, 而煤的氧化又是放热反应, 如果该热值不能及时散发, 在煤堆和煤层中就会越积越大, 使煤的温度升高。煤的温度升高又反过来会加速煤的氧化, 放出更多的物质和热量。当温度达到一定值时, 这些可燃物质就会燃烧而引起煤自燃。

3.1.2 煤自燃的影响因素

1) 煤的成因类型的影响。腐泥煤和残植煤较难风化和自燃, 而腐植煤较容易自燃。

2) 煤化程度的影响。通常腐植煤中年轻的褐煤最易风化和自燃, 随着煤化程度的加深, 煤的着火温度升高, 风化和自燃的趋势下降, 煤化程度较高的煤较难风化和自燃。

3) 岩相组成的影响。不同岩相组分氧化趋势不同, 各种岩相组分的氧化活性一般按下列顺序递减:镜煤>亮煤>暗煤>丝炭。丝炭具有较大的内表面积, 低温下能吸附大量的氧气而放出较多的热量。丝炭内又常夹杂着黄铁矿, 也能氧化放出热量, 所以丝炭能促进煤的氧化自燃。

4) 煤中黄铁矿的影响。黄铁矿易氧化生成二氧化硫和三氧化二铁而放热, 因而能加剧煤的氧化和自燃。

5) 水分的影响。煤堆中水分过高和过低时都不易自燃。水分含量过高时, 煤的内部空隙和煤粒之间都被水充满, 空气不易进入, 难以氧化, 即使有少量空气进入而使煤氧化, 生成的热量被周围的水吸收, 也达不到煤的燃点。相反, 若煤含的水分很低, 煤的内部空隙和煤粒间充满大量空气, 由于煤堆的通风良好, 煤氧化生成热很快被空气带走, 也很难使煤达到着火温度。所以, 只有当煤中含有一定水分时, 才能使氧化后的热量在煤堆内聚集, 引起自燃。

煤中水分的高低是决定煤堆温度上升的重要因素。煤中水的蒸发潜热和煤氧化热的平衡决定温升, 当温升达到80℃~90℃时趋于平衡。如果水分多, 这一平衡可以持续很长时间。如果煤中为褐煤, 而且煤中水分较少时, 则温度上升的平衡期很短, 有时隔10~20 d就会自燃一次。

6) 煤粒度组成的影响。若块煤堆放时, 因块煤间隙大, 空气易于流通, 因而不易引起自燃;而粉煤堆放时空气不易流通, 氧化放出的热量不易散出, 易发生自燃;块煤和粉煤一起堆放, 煤堆里面空气不畅通, 煤与空气的接触面大, 容易氧化发生自燃。

研究表明, 温度每增加10℃, 煤的氧化速度约加快一倍。如果有适量空气进入煤堆内补充因氧化反应而消耗的氧, 并且热量没有更多地散失掉, 都有可能引起自燃;如果热量能被带走或散失掉, 即使煤温保持在50℃~100℃以下 (取决于煤种) , 煤也很可能不受温度的影响而保持稳定。

煤的氧化主要在煤炭表面进行。煤的粒度越小, 表面积越大, 其自燃的趋势也越大, 这是由于煤与空气接触的机会增加和颗粒间的热传递得到改善。

3.1.3 着火温度和自燃的关系

着火温度越低煤就越易自燃。通常用同一煤的还原样和氧化样的着火温度之差△T作为判断标准:△T>40℃的煤属于易自燃煤, △T<20℃ (除褐煤和长焰煤外) 的煤是不易自燃煤。

3.2 升温速度对着火温度的影响

加热时的升温速度直接影响着火温度的测定值。加热时的升温速度快, 煤受热快, 与亚硝酸钠的作用加剧, 容易爆燃。但升温速度过快, 煤本身的受热温度与温度计的指示温度相差较大, 往往使测定结果偏高;升温速度过慢, 测定周期变长, 而且不容易产生爆燃。因此, 为了取得可比性较好的实验结果, 着火温度测定中对升温速度都有严格的规定。

3.3 测定着火温度的煤样要在真空干燥箱中干燥至质量恒定

水分是影响煤炭着火温度测定的重要因素之一。煤中有水分时, 一方面会使爆燃不明显, 另一方面会使测定结果偏低, 因此测定着火温度的煤样必须使用干燥煤样。但在一般的空气干燥箱中干燥时, 一方面煤中水分不易完全除尽, 因为煤样的氧化增加的质量抵消了煤失水减少的质量, 使煤中水分尚未除尽时煤样就达到“质量恒定”状态;另一方面煤样易被氧化, 而使着火温度测值偏低。煤变质程度越低, 这两方面的影响越严重。因此, 煤样必须在真空干燥箱中干燥至质量恒定。

3.4 加入亚硝酸钠的方法及其作用

亚硝酸钠的作用是促进煤样氧化而燃烧, 使煤样在加热过程中产生明显的爆燃, 或有明显的温度升高, 以便准确确定煤的着火温度。亚硝酸钠本身很容易吸潮, 用潮湿的亚硝酸钠测得着火温度偏低, 或没有明显的爆燃点, 同时测定结果的再现性也不好, 因此必须预先将亚硝酸钠研细并在105℃~110℃下干燥后方可使用。干燥后的亚硝酸钠应放在干燥器中保存。

3.5 煤着火温度与变质程度的关系

变质程度高的煤着火温度比较高, 变质程度低的煤着火温度比较低。如在各种煤中以年轻褐煤的着火温度最低, 烟煤居中, 无烟煤的着火温度最高。

在烟煤中的着火温度以长焰煤和不黏煤最低, 其次为气煤、气肥煤和弱黏煤, 着火温度稍高的为1/3焦煤和1/2中黏煤, 由肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤到贫煤的着火温度分别依次增高。

中国褐煤的着火温度一般都在270℃~310℃, 其中云南等地的年轻褐煤的着火温度多在290℃以下, 长焰煤的着火温度即可增至275℃~320℃, 不黏煤的着火温度多为280℃~310℃, 气煤和1/3焦煤、气肥煤的着火温度在300℃~350℃之间变化, 肥煤的着火温度多为320℃~360℃, 焦煤的着火温度为350℃~370℃, 瘦煤及贫瘦煤的着火温度多在350℃~380℃, 贫煤的着火温度为360℃~385℃, 无烟煤的着火温度则增至370℃~420℃。其中北京的年老无烟煤的着火温度普遍在400℃以上, 而阳泉等矿区的年轻无烟煤的着火温度多在370℃~395℃。

因此, 煤的着火温度测定是一项规范性很强的试验, 不仅操作方法、仪器类型、氧化剂种类不同, 测定的着火温度不同, 而且氧化剂和煤样的数量、粒度、干湿状态和加热速度都对着火温度有明显的影响。

4 结语

本论文根据当前我国煤炭行业对煤质分析的特殊要求, 为了研究煤的着火温度测定的准确性, 特对其方法及注意事项做了重点阐述, 经过实践考察, 的确对研究和测定煤中的着火温度具有重要意义。

参考文献

[1]刘峻琳, 杜海庆, 徐国镛.煤质及化验知识[M].北京:煤炭工业出版社, 2006.

测定温度 篇4

研究设计的新型阳光温室型猪舍利用了围护结构“低限热阻”原理, 将棚顶由原来的单一薄膜改为多层复合采光板, 猪舍举架较低, 不仅节约了建设资金, 也减少了舍内空间和散热面积, 更有利于防寒保温。另外, 猪舍是可拆装式的, 密闭性较好, 通风窗设在屋顶前端, 在通风降湿的同时可有效避免趴卧区温度下降。 此种可拆装式阳光温室型猪舍有效地结合了新型户外生产模式, 更加适于在夏季使用。为了解阳光温室型猪舍在寒区的应用效果, 对齐齐哈尔市种畜场散养生态猪场猪舍进行了春季环境测定, 现报道如下。

1 猪场概况

试验选择齐齐哈尔市种畜场散养生态猪场, 占地4 hm2, 地处东经124°16′、北纬47°36′, 地域平坦, 平均海拔146 m。气候属于中温带大陆性季风气候, 冬长严寒, 夏秋凉爽。年平均降水量为390～420 mm, 年平均气温为3.0～3.2 ℃, 1月份平均气温为-25.7 ℃, 7月份平均气温为22.8 ℃。

2 材料与方法

2.1 猪舍基本构造

猪舍坐北向南, 长15.00 m, 跨度为7.30 m, 结构见图1。猪舍骨架为方管 (50 mm×50 mm) , 围栏为钢筋 (直径为10 mm) , 采光板为10 mm双层中空板, 保温板为100 mm高密度苯板夹心彩钢板, 屋顶前立面设有4个通风窗 (400 mm×400 mm) 。东西走向留有1 m宽的走道, 门外设有防风门斗。趴窝区添加垫草, 活动区安置饲槽和饮水器。

1号舍为产仔舍, 有4头哺乳母猪;2号舍为保育舍, 有21头仔猪;3号舍为妊娠舍, 有29头母猪, 舍门全天开放, 母猪可自由出入;4号舍为育肥舍, 有16头育肥猪。

2.2 测定项目

2.2.1 舍内外温度与湿度

2012年2月16—23日, 每天分别于8:00、14:00、20:00采用电子温湿度计测定舍内外温度和湿度。舍内温度和湿度采样点采用交叉法测定, 在畜舍南北侧和中央上方均匀选择9点;舍外采样点为距猪舍2.00 m的空地, 采样点距地面1.30 m。

2.2.2 舍内外温度极值

2012年2月16—23日, 在每天8:00采用最高、最低温度计测定舍内外温度极值, 采样点在舍内趴卧区中央距地面1.30 m处;舍外采样点同2.2.1。记录前一天最高、最低温度。

2.2.3 通风前后舍内温度和湿度

于2012年2月24—26日, 每日8:00、14:00在4号舍打开通风窗和两侧舍门30 min。采用电子温湿度计于通风前后测定舍内温湿度 (采样点同2.2.2) 。

2.3 数据统计分析

试验数据采用Excel 2003软件进行处理, 用SPSS15.0统计软件对数据进行单因子方差分析及LSD多重比较。

3 结果与分析

3.1 舍内外温度与湿度 (见表1、表2)

注:同行 (列) 数据肩标字母不同表示差异显著 (P<0.05) , 相同表示差异不显著 (P>0.05) 。

各舍温度在不同时间均显著高于舍外 (P<0.05) , 1号舍8:00和20:00的温度显著低于2, 3, 4号舍 (P<0.05) , 3号舍20:00温度最高且显著高于1, 2, 4号舍 (P<0.05) , 14:00时各舍的温度无显著差异 (P>0.05) 。1号舍日平均温度比室外高8.51 ℃, 其他舍也不同程度高于舍外。在不同测定时间, 1, 2, 3, 4号舍内湿度均显著高于舍外 (P<0.05) , 其中1号舍的湿度显著低于其他舍 (P<0.05) 。

注:同行 (列) 数据肩标字母不同表示差异显著 (P<0.05) , 相同表示差异不显著 (P>0.05) 。

3.2 猪舍内外温度极值 (见表3)

注:同行 (列) 数据肩标字母不同表示差异显著 (P<0.05) , 相同表示差异不显著 (P>0.05) 。

1, 2, 3, 4号舍的最高、最低温度均显著高于舍外 (P<0.05) , 1, 2, 3, 4号舍之间最高温度没有显著差异 (P>0.05) 。2, 4号舍的最低温度显著高于1, 3号舍 (P<0.05) , 1号舍的最低温度显著低于2, 3, 4号舍 (P<0.05) 。

3.3 通风前后猪舍内的温度和湿度状况 (见表4)

8:00通风后温度下降11.10 ℃, 湿度下降46.50%;14:00通风后温度下降11.46 ℃, 湿度下降36.37%。

4 讨论

本试验结果显示, 阳光温室型猪舍内温度显著高于舍外, 仅有4头哺乳母猪的1号舍日平均温度也比舍外高8.51 ℃, 但其早晚温度显著低于2, 3, 4号舍。各舍14:00时的温度没有显著差别。3号舍为妊娠舍, 全天开放舍门, 仍能保持较高的温度, 由于饲养密度较大, 其20:00温度显著高于1, 2, 4号舍。各舍的最高温度相差不大, 均显著高于舍外, 说明阳光温室型猪舍利用太阳能升温效果较好;除1号舍外, 其他舍的最低温度也比舍外高, 可见在阳光板外未添加保温被等设施也能有较好的保温效果。分娩舍虽然夜间温度较低, 但趴窝区的大量垫草可为母猪提供一个保温环境, 而保温箱可为哺乳仔猪提供适宜的温度。据报道, 塑料膜温室猪舍内室温和封闭砖舍内接近, 在没有加热的情况下比舍外高12.10～15.67 ℃[1,3,4,5]。刘春燕等[3]在温室猪舍夜间还加盖了草帘。本猪舍的增温效果和其他温室猪舍接近, 但本试验猪舍中猪只较少, 饲养密度较低, 如果是在常规密度下舍温应优于其他温室猪舍。

在本试验中, 各舍在未通风的情况下湿度处于一个较高水平, 舍门开放的3号舍的日平均湿度也达77.78%, 只有1号舍猪只较少, 湿度保持在 62.33%。早、晚测定时舍内湿度较大, 主要是由于室外温度低、内外温差大, 造成阳光板内侧结露所致。而猪最适宜的相对湿度是60%～75%[6], 不宜超过85%, 因此, 湿度高仍然是寒区冬季养猪面临的重大问题。其他研究中温室猪舍的冬季湿度也在65.20%～75.62%之间[1,3,5], 而有的封闭砖舍冬季平均湿度也高达89.8%[7]。为降低舍内湿度, 本试验在每天8:00和14:00 2次短时通风, 起到了良好的除湿效果, 通风后湿度均大幅下降。虽然通风后舍内温度也下降了, 但由于通风窗位于屋顶立面, 开门窗通风主要在活动区形成气流, 趴窝区温度下降较少, 最大程度地避免了温度大幅下降对猪只的影响。

5 小结

在初春时, 本试验中的阳光温室型猪舍虽然未达到猪的最适温度, 但温度也有明显提高, 说明此种猪舍利用太阳能效果好。如果夜间在阳光板外增加隔热设施, 能进一步地提高保温效果。同时, 通过短时自然通风可以使猪舍内空气湿度大幅下降。因此, 阳光温室型猪舍应用效果良好, 通过改良可在东北寒区推广使用。

参考文献

[1]俞美子, 周丽荣, 金耸, 等.两种类型猪舍主要内环境指标的比较[J].黑龙江畜牧兽医, 2009 (1上) :30-31.

[2]钱爱萍, 张信.保温型封闭式仔猪舍春季空气环境状况评价[J].甘肃农业科技, 2008 (1) :23-25.

[3]刘春燕, 王清吉, 贾士斋.新型大棚猪舍环境控制效果研究[J].家畜生态, 2003, 24 (1) :78-79.

[4]杨国安, 赵树欣, 张贤军, 等.北方冬季半塑料膜棚保暖圈养猪试验[J].石河子科技, 1995 (6) :51-52.

[5]侯正录, 杨占魁.两种塑料暖棚猪舍的应用效果观测[J].家畜生态, 2002 (3) :17-18.

[6]邵燕华, 陈志银, 崔绍荣.畜舍小气候对猪的影响[J].家畜生态, 2002 (1) :67-69.

测定温度 篇5

在轻苯的馏程测定中, 把握好试样采样、试样脱水、仪器安装、温度控制等各个环节非常重要, 尤其是温度控制, 是测定过程中最重要的环节, 准确读取馏程测定中要求的各个温度值具有十分重要的现实意义。其次, 馏程分析是一项规范性很强的实验, 影响温度控制的因素十分复杂, 分析过程中的温度要求瞬时读取, 对于一般分析人员来说比较难于掌握。就此, 结合现行国家标准GB/T2280-2000、GB/T18589-2001阐明其影响因素及消除方法, 提出准确控制馏程中温度控制的途径。

1 实验原理及概念

在规定的条件下, 蒸馏100mL试样, 观察温度计的读数和馏出液的体积, 并根据所得数据, 通过计算得到被测样品的馏程。

初馏点:化工产品的物理性能指标之一, 指试样在规定条件下蒸馏时, 第一滴馏出物从冷凝管末端落下时的瞬间温度。一般用摄氏温度表示。

温度补正:实际温度与观察到的温度之差。其包括温度计校正值, 水银计外露部分温度补正值, 气压补正值3部分, 以摄氏温度表示。

馏速:蒸馏实验时, 单位时间内收到的馏出液量。

终馏点:蒸馏实验时, 在馏出量达到96%撤离火源后, 瞬时最高蒸馏温度, 以摄氏温度表示。

干点:化工产品在规定条件下进行馏程测定时, 温度计水银柱在继续加热的情况下停止升高并开始下降时的最高温度, 以摄氏温度表示。

馏程:化工产品在规定条件下蒸馏所得到的从初馏点到终馏点表示蒸发特征的温度范围。

损失量:指蒸馏过程中, 因漏气、冷凝不好和结焦等造成试样损失的量, 由100mL试样减去液体残留量即得, 以mL表示。

2 仪器要求

蒸馏瓶:硬质难熔玻璃制成, 容积150mL, 瓶颈内面带有磨口可与分馏管相接。

单球分馏管:管的下部为塞形磨口, 以与瓶口密合。

水冷却管:外管长450+5mm, 外径50+2mm;内管内径15+0.5mm, 长800+2mm, 壁厚1.0～1.5mm。

量筒:容积100mL的上异径量筒, 分刻度为1mL。96mL处应进行校正。

灯罩:圆筒形, 铁皮制, 有小门可以开闭, 为放入煤气灯用。顶部和近底沿周各有六孔为空气、废气进出口。罩顶焊有套圈, 内套石棉垫环, 顶环的内径为50+1mm。

温度计:棒状, 温度范围50～210℃, 分刻度为0.5℃。

3 实验

试样以氢氧化钠 (或氢氧化钾) 脱水5min或以氢氧化钙脱水20min, 用洁净、干燥的量筒准确量取试样100mL, 倒入蒸馏瓶中。量筒不必再进行干燥即可做接收器。

瓶颈装上分馏管, 并用软木塞将温度计插入分馏管内, 使水银球的中心和分馏管球部中心重合。

分馏管的支管用软木塞与水冷却管的内管相连接, 支管的一半插入冷却管内。石棉垫环放在灯罩上, 蒸馏瓶放在环上, 冷却管固定于铁架上。冷却管的末端低于入口100mm, 并用软木塞和牛角管连接, 插至牛角管的弯部。

牛角管下放置量筒, 管的尖端在量筒内的深度应不小于35mm, 并应保持在标线以上, 尖端须与量筒壁接触。

记录大气压和室温, 通入冷却水, 点火开始蒸馏, 在馏出90mL前的蒸馏过程中, 馏速应保持在每分钟4～5mL。

第一滴馏出液自冷凝管末端滴下时的温度为“初馏点”。当馏出90mL时, 控制馏出液在2～2.5min达到96mL, 撤离热源读记温度。

3min后将量筒中的馏出液倒入蒸馏瓶中, 再倒回量筒, 测其总体积与100mL之差, 即为蒸馏损失。

蒸馏损失大于1.5%时, 需对仪器的各连接部分进行检查, 确保其严密后再重新进行试验。

4 馏程测定时影响温度控制的因素

馏速:在测定过程中, 不同温度下, 对馏速规定十分明确, 通过控制火源大小来控制馏速是整个分析过程的关键点。馏速过慢, 会增加蒸馏损失量, 导致试验作废;馏速过快, 将导致该温度下样品各组分不能完全馏出, 失去测定意义。

测定环境:馏程测定环境温度过高或过低都会影响馏出液的冷却, 造成终馏点不准确。但是常温下冷却水空冷管内的温度波动不会对样品冷却造成太大影响, 环境温度的影响也会加在温度补正中。

温度补正:馏程测定中, 温度计本身的校正值 (△t1) 是国家强检项目, 不会对温度控制造成影响。而水银温度计外露部分的温度补正值 (△t2) 和气压补正值 (△t3) 需要经过观察温度、计算气压及一系列试验常数校正才能得出, 故各环境数值变化都将对温度控制造成一定影响。

5 解决方法和实践经验

5.1 试样脱水

采样时, 如果槽车中水层高度超过5mm, 铁桶中水层高度超过1mm, 应除去可见水分达要求后再进行采样分析。

分析试样应用氢氧化钾 (或氢氧化钠) 或颗粒无水氯化钙脱水后再进行蒸馏。

5.2 外部条件的控制

蒸馏前用火棉封好软木塞部位, 防止蒸馏损失大于1.5%, 瓶底与石棉环圆孔应保持严密, 防止热量损失后温度上升缓慢。蒸馏开始后, 关好蒸馏通风柜的门, 并尽量避免频繁开、关蒸馏空间的柜门, 以保持蒸馏环境温度 (tB) 的稳定, 同时要注意关掉通风设施。

5.3 馏速控制

对于像轻苯这类终馏点在150℃以下的样品, 控制馏速使初馏时间为5～10min, 终馏点在150℃以上的样品, 控制馏速使初馏时间为10～15min。整个蒸馏过程应保持馏速在每分钟4～5mL (轻苯馏出液流出90mL时, 严格控制馏速在2～2.5min达到96mL) 。

5.4 温度补正

蒸馏实验中温度补正是实验的关键环节。温度计本身的修正值 (△t1) 是由计量检验部门检定而来, 可以直接按校正表进行补正, 水银柱外露部分温度补正 (△t2) 、气压补正值 (△t3) 是由分析人员测定有关温度、气压等数据计算而得出。

t2=0.00016H (tA-tB)

式中:H——温度计软木塞上外露部分的水银柱高度, 以读书表示, ℃;

tA——应观察温度或观察所记温度, ℃;

tB——水银柱外露部分中断附近的温度 (用另一支温度计附在分馏管中温度计旁测得) , ℃。

t2=0.0009 (273+tA) (101.3-P) ;

式中:P——该测定温度下的大气压, 换算为标准状态下的大气压, Pa。

观察所记的温度校正:

t=t0+△t1+△t2+△t3

式中:t0——观察所记的温度。

应观察馏出温度的校正:

t=t1-△t1-△t2-△t3

式中:t1——应观察温度。

实验误差分析见表1。

6 结论

温度是影响轻苯馏程测定结果的主要环节, 温度控制的关键点在于馏速控制和温度补正。

馏速控制一方面通过选择容易调控的合适热源来减少测定误差, 另一方面要求分析人员在蒸馏过程中按规定调整热源, 较好地控制馏速。而要达到实验要求, 温度补正则是一项较客观复杂的环节, 要求分析人员分析前理清思路, 将要求的数据列出, 尽量几个人共同完成, 减少人为客观因素造成的误差。

参考文献

[1]刘珍, 于世林化验员读本[M].北京:化学工业出版社, 2004.

[2]张家驹.工业分析[M].北京:化学工业出版社, 1985.

[3]许晓梅炼焦化工使用手册[M].北京:冶金工业出版社, 1999.

测定温度 篇6

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试土样:标准控制土样, 有机质测试值为 (12.3±0.6) g/kg。主要试验设备:恒温油浴锅, (18~25) mm×200 mm的硬质试管、铁丝笼、滴定管、三角瓶、烧杯。试验试剂:0.4 mol/L重铬酸钾-硫酸溶液, 0.2 mol/L重铬酸钾标准溶液, 0.2 mol/L硫酸亚铁溶液, 邻菲啰啉指示剂。

1.2 试验设计

采用油浴加热重铬酸钾氧化-容量法测定土样的有机质含量。油浴前油锅最高温度分别选定3个起始温度处理, 分别为185、180、175℃;维持油浴时间分别选定4个处理, 分别为4.5、5.0、5.5 min, 每个温度点对应1个时间点作为1个试验设计, 每个处理设5个平行, 3次重复。

2 结果与分析

不同油浴前油锅温度和油浴维持时间处理下, 土壤样本的有机质含量测试结果如表1所示。通过测试结果可以看出, 当油浴前油浴锅温度选定为185℃时, 油浴时间4.5~5.5 min的各处理其土壤有机质测定结果普遍偏高, 而且超出允许误差范围, 结果不准确。当油浴前油浴锅温度选定为180°, 油浴时间选定为4.5、5.0 min时, 测试结果最接近标准值, 在允许误差范围内, 结果最可信;油浴时间选定为5.5 min时, 其结果也偏高, 而且超出允许误差范围。当油浴前油浴锅温度选定175℃, 其结果则普遍偏低, 接近允许误差临界值, 结果不可靠。

3 结论与讨论

试验结果表明, 用自动控温的恒温油浴锅进行有机质的测定时, 当油浴前油浴锅温度选定180℃, 油浴时间选定4.5 min或5.0 min, 得出的结果相对最为精确、误差最小。其他的温度与时间处理, 其有机质测定结果均偏大或者偏小, 而且超出允许误差范围, 结果不准确。因此, 控制好油浴的时间和温度十分重要[5,6]。此外, 在175~185℃、4.5~5.5 min范围内是否有更加合适的温度和时间点, 有待进一步试验论证。

参考文献

[1]陈延辉.陇海铁路郑汴段两侧土壤有机质分布及其影响因素[J].河南农业科学, 2013 (2) :74-77.

[2]唐玉霞, 王慧敏.快速测定有机原料中有机质含量的研究[J].华北农学报, 2012 (S1) :354-357.

[3]马征, 张伯松, 徐长英, 等.基于有机肥料新标准的有机质测定方法分析[J].江西农业学报, 2013 (5) :72-74.

[4]郎松岩, 张福金, 李秀萍, 等.容量法测定土壤有机质不同消解方式的比较[J].内蒙古农业科技, 2009 (1) :57-58.

[5]张颖, 崔星江, 武珂峰, 等.内蒙古赤峰烟区植烟土壤养分含量状况及分析[J].华北农学报, 2012 (S1) :269-274.

测定温度 篇7

目前在电气设备中对热塑性绝缘材料的耐热性的考核主要有以下两种方法:1)按照GB/T 5169.21《非正常热球压试验》进行考核,这种方法的测试重点是:在规定温度下,热塑性材料支撑规定尺寸和负荷试验装置的能力,其压痕不大于2 mm,该方法简单易操作,试验时间及重复测试周期较短。2)按照GB/T 1633《热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定》进行考核,这种方法的测量重点是:找到热塑性绝缘材料的软化温度。试验操作相对复杂,试验时间及重复测试周期较长。在音视频设备标准GB8898—2011中,对符合要求的热塑性材料(具体要求详见“注”)按照GB/T 1633的维卡软化温度(VST)试验B50法来确定热塑性材料的软化温度。

注:在音视频设备标准GB8898—2011中,采用B50试验方法主要有以下两个原因:一方面是热塑性材料种类的范围很宽,在对设备正常工作下发热情况进行考核时,不可能对热塑性材料规定出一个通用的允许温升值[1];另一方面,音视频设备标准GB8898中明确要求:如果设备预期使用时,与电网电源导电连接的零部件承载的稳态电流大于0.2 A,而且会由于接触不良而大量发热时,支撑这些零部件的绝缘材料应当是耐热的[1],如开关的触点和电压设定装置的触点、螺纹端子和熔断器座。这些绝缘材料的软化温度应当至少为150℃[1]。需要强调的是,对于诸如插头和插座、接插件和接插座这样的两组导体能刚性连接或插接在一起的绝缘零部件,只要其中的一个绝缘零部件(例如插头或插座)的软化温度满足≥150℃即可;如果绝缘零部件是固定在设备中的,那么该绝缘零部件要满足软化温度应当≥150℃。

1 热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定方法(试验B50法)

1.1 测定方法和原理

热塑性塑料维卡软化温度(VST)测定的原理是:当匀速升温时,测定在规定的负荷条件下标准压针刺入热塑性塑料试样表面1 mm深时的温度[2]。对于B50方法而言,匀速升温的速率是50℃/h,特定的负荷条件是施加50 N的力[2]。

1.2 测量仪器

维卡软化温度(VST)的测定仪器如图1所示。

维卡软化温度测试仪主要可以分为3个部分:匀速升温部分、测量部分和加力部分。

匀速升温部分主要是加热设备。加热设备的环境有两种形式,一种是配有强鼓风式氮气循环烘箱,另一种是配有高效搅拌器(用于充分地搅拌液体)和满足标准要求的液体(该液体在使用温度下是稳定的,以免对受试材料造成膨胀或开裂等影响,可选用甘油、变压器油、硅油等)。本次试验中使用液体加热的方式,采用的液体是硅油。为了保证样品在加热设备内能够按照标准要求速率升温,加热设备中还会装有控制器,通常认为加热试验过程中,每隔6 min温度变化分别为5℃±5℃的加热速率是符合要求的[2]。

测量部分分为温度的测量和压针刺入试样深度的测量。温度的测量由部分浸入型玻璃水银温度计或测量范围适当的其他测温仪器来实现,测温仪的精度要在0.5℃以内,试验中通过测量靠近试样液体的温度作为维卡软化温度(VST)。压针刺入试样深度的测量是通过千分表(或其他等效位移距离测量仪器)来实现。

加力部分主要由负荷(砝码)、负荷板、负载杆、压针头组成。负载杆是固定在刚性的金属支架上的带有负荷托盘的金属杆,负载杆能够在金属支架上沿负载杆垂直方向自由移动;固定于负载杆上方的负荷板可以放置砝码,负荷(砝码)通过负载杆向压针头施加向下的力。但为了减小设备对试验结果产生的误差,负载杆、压针头、负荷板、千分表或其他等效位移距离测量仪器弹簧组合向下施加到试样上的压力应小于等于1 N。

1.3 试样要求

在样品的测试中,每个受试样品使用至少两个试样,试样的大小为厚3~6.5 mm,边长为10 mm的正方形或直径为10 mm的圆形,且样品表面要平整、平行、无飞边。试样在制备时应按照受试材料的规定进行,若没有规定时,可以使用任何适当的方法进行制备[2]。

需要注意的是,通常情况下试样的厚度应等于原板材厚度,但下述情况除外:

1)如果试样本身的厚度超过6.5 mm,应根据ISO2818通过单面机械加工使试样厚度减小到3~6.5 mm,另一表面保留原样,确保试验中受力表面为原始表面[2]。

2)如果板材厚度小于3 mm,将至多3片试样直接叠合在一起,使其总厚度在3~6.5 mm之间,上片厚度至少为1.5 mm,厚度较小的片材叠合不一定能测得相同的试验结果[2]。

1.4 试验方法

将没有施加负荷的压针放置在水平放置的试验样品中央,然后将负载杆、压针头、负荷板和千分表(或其他等效位移距离测量仪器)组成的组合件置于加热装置内的加热油浴中,开启搅拌装置,使加热浴中的液体均匀,5 min后,待压针头无位移处于静止位置,将负荷放置于负荷板上,使得施加在试样上的总压力为50 N±1 N。这时调整千分表或其他等效位移距离测量仪器归零。开启加热装置,使液体以50℃/h±5℃/h的速度匀速升温。当压针头压入试样的深度超过1.0 mm±0.01 mm时,即压针头下平面垂直向下位移超过1.0 mm±0.01 mm时,测试仪器就会自动报警,这时测得的油浴温度就是被测试样的维卡软化温度。受试材料的维卡软化温度以试样维卡软化温度的算术平均值来表示。如果单个试验结果差的范围超过2℃,记下单个试验结果,并用另一组至少两个试样重复进行一次试验[2]。

1.5 关键环节及其他相关要求

为了减小测量仪器对试验结果的影响,在设备的选择上要尽量满足以下要求。

负载杆和金属架构件应具有相同的膨胀系数,部件长度的不同变化,会引起试样表观变形读数的误差[2]。

加热过程中,测温仪器的传感部件应与被测试样置于同一水平面,并尽量靠近被测试样。试验开始时,加热装置的温度为20~23℃,如果预备试验表明在其他温度开始试验对受试材料不会引起误差,可采用其他起始温度[2]。试验过程中,搅拌器应尽量稳定,并注意试验场地的排风,保证在不影响试验结果的情况下,将加热液体的挥发物排出。

测量装置中如果采用了千分表,那么在整个冲程过程中,千分表弹簧上所施加的力会发生明显的变化,所以要在整个冲程中测定这个力[2]。

放置样品时应轻拿轻放,避免试样样品滑落到加热浴的底部。与样品下表面接触的仪器底座上支撑件的表面应平整,试样边缘距压针头大于等于3 mm;与样品上表面接触的压针头下表面应平整无毛刺[2]。试验结束时应避免压针头与支撑样品的试样架直接接触,严禁在负载施加的情况下压针头与支撑样品的试样架直接接触,否则会影响压针头的尺寸。

2 软化温度的测量不确定度的简要分析

不确定度是衡量实验室测试结果可靠性的一个重要指标,为了能有效地对软化温度试验结果的质量进行评估。本次选用电视机中使用的电源接插件作为测试对象,通过多次测量对其不确定度进行分析。

2.1 测量不确定度分析

测量中可能导致不确定度的来源很多,一般来说主要是由测量设备、测量人员、测量方法和测量对象的不完善引起的。对于维卡软化温度测定试验不确定的来源有以下7个方面:1)测温仪器温度显示的误差;2)施加到压针头上的负荷;3)压针头尺寸的误差;4)试样的尺寸及厚度;5)人员的操作;6)搅拌液体的均匀度;7)温度上升速率等。由于第2)、3)、4)、5)、6)、7)项这些因素与最终的温度测量结果相互独立或者这些因素对最终测量结果的影响无法用函数关系明确表示,所以本文将这些影响量全部作为随机因素导致的测量不确定度从而作为重复性测量引入的不确定度进行计算[3,4]。

经分析,维卡软化温度测定试验不确定的来源主要有:1)复性测量引起的不确定度u1;2)温度表测量不准引起的不确定度u2。

2.2 数学模型

T=Tm,T为软化温度;Tm为温度测试表示值。

2.3 不确定度分量和计算

1)A类不确定度

复性测量引起的不确定度u1,属A类不确定度。

为了提高测量结果的再现性,笔者对某电视机接插件材料进行了重复性测量10次,重复测量结果如表1所示。

A类不确定度为

2)B类不确定度

温度显示引起的不确定度u2为B类不确定度。

温度显示引起的不确定度u2:热电偶温度显示的计量证书中给出的扩展不确定度为0.6℃,服从正态分布,包含因子k=2,故u2=0.6/2=0.3℃。

3)合成不确定度

各个不确定度相互独立,又互不相关联,合成标准不确定度

4)扩展不确定度

服从正态分布,包含因子k=2,故扩展不确定度为

2.4 不确定度报告

维卡试验仪在软化温度160℃时,其实际测量值为(160.03±0.68)℃,报告的扩展不确定度是由标准不确定度乘以包含因子k=2得到的,对于正态分布,其对应于大约95%的置信概率。汇总如表2所示。

3 结论

热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定方法是音视频产品中热塑性材料耐热能力的唯一检测方法,其相对于球压试验,仪器更加复杂,操作方法更加繁琐,影响测量结果的因素更多,通过对热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定方法关键环节和不确定度的分析,从而得出更为准确的测量结果,降低实验室的检测风险。

参考文献

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB8898—2011:音频、视频及类似电子设备安全要求[S].北京:中国标准出版社,2011.

[2]国家质量技术监督局.GB/T 1633—2000:热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定[S].北京:中国标准出版社,2000.

[3]倪育才.实用测量不确定度评定[M].北京:中国质检出版社,2014.

测定温度 篇8

Styrene-maleic anhydride copolymer(SMA)is a thermoplastic material with excellent heat resistance and compatibility[19]and is mainly used in car components,building materials and appliances.Sinclair Oil Corporation first put out industrial products of SMA in1963[20].SMA is prepared by radial polymerization,which give a certain ratio alternating copolymer under specific conditions.The anhydride groups present in SMA can easily undergo an opening reaction with nucleophilic reagents which contain hydroxyl or amine groups[21].Maleic anhydride content(5%—20%)and molecular weight of SMA are adjustable,the general formula of copolymerization can be shown using the following equation:

Tgof SMA is related to its maleic anhydride content on which the heat resistance and compatibility depend.The enthalpy relaxation of SMA copolymers at various ageing temperatures below Tgand for different ageing times(ta)has been reported[22].The relaxation process is in relationship with the copolymer composition linearly.

When we measure Tgof SMA by DSC in air,the sample must be heated twice.It not only takes longer time but also displays an abnormal specific heat peak near the glass transition in the DSC curve.In our work we studied the measurement conditions,established anappropriate method for measuring Tgof SMA by DSCand compared the results with those by dynamic mechanical thermal analysis.

1 Experimental

1.1 Materials

Sample A was a commercial SMA resin and used as received.B,C,D,E and F were obtained from SI-NOPEC Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology(SRIPT).The polymerization method was reported elsewhere[23].In brief,styrene and maleic anhydride were crimped in standard aluminium DSCpans and were put into the reactor in a certain ratio and polymerized at a certain temperature.

1.2 Characterization

The DSC experiments were performed on a commercial Thermal Analyst 2910 system(TA Instruments,USA)in different atmosphere with heating rate of 10,20,30℃/min from 35 to 200℃.Tgvalues were determined from the midpoint of the temperature range during glass transition[24].Aluminum DSC pans were used to ensure a good thermal contact between the samples and the pans.TGA profiles were recorded on a TGA 2050 Instrument(TA Instruments,USA)in air atmosphere with heating rate of 20℃/min from 80 to500℃.

2 Results and discussion

2.1 Effect of measurement conditions

2.1.1 Effect of measurement conditions2.1.1 The effects of atmosphere on Tg

In general,atmosphere has no effect on the glass transition temperature of a polymer material.However,different changes can occur in the materials in different atmospheres.Tgof samples were measured in nitrogen and air,respectively.The DSC curves of sample A are shown in Fig.1.The curve 1 was the first heating curve of sample A in nitrogen.The curve 2 and 3 were the first and second heating curve in air.Tgvalues determined from the three curves are 150.77℃,150.11℃and 149.43℃,respectively.Curve 1 is a standard DSC curve for glass transition temperature.However,the curve 2 had an exothermic peak after the glass transition temperature.In order to clarify it,sample A was measured with TGA at heating rate 20℃/min in air as shown in fig.2.It exhibits a single weight loss at 342℃as determined by intersecting the tangent line before the loss and that at the inflection point of the drop line.There is no obvious weight loss before 200℃,which suggests that the exothermic peak after the glass transition temperature is not due to thermal decomposition.It may come into being for the effect of thermal history and shape of the sample.Thus it disappeared in curve3 because second heating eliminated the thermal history.But there was still a minor peak called abnormal specific heat peak following the glass transition in curve3.

1—first heating in nitrogen;2—first heating in air;3—second heating in air.

The appearance of the peak are due to the stress relaxation and large free volume change of the frozon strained sample at Tg[25].Despite the fact that the three Tgvalues had little difference,measuring Tgin air not only requires longer time but also produces complicated results in air.Therefore,nitrogen is preferred as the carrier gas when measuring Tgof SMA.

2.1.2 The effects of flow rate of nitrogen on Tg

The effect of flow rate of nitrogen on Tgvalues of the sample A can be seen in fig.3 and table 1.Tg didn’t show much difference with the increase of the nitrogen flow rate,indicating the little effect of the nitrogen flow rate on Tg.The results under 40 m L/min was better than the other two flow rates.Considering the carrier gas must protect the sample,preferable flow rate was 40 m L/min.

The above experiments were repeated as seen in Table 1,which proved the effect of nitrogen flow rate.

1—30 m L·min-1;2—40 m L·min-1;3—50 m L·min-1

2.1.3 The effects of heating rate on Tg

Tgs of the sample A with different heating rate under 40 m L/min nitrogen are listed in table 2.Tgvalues increase with the heating rate.They are close to each other when heating rate is 20℃/min and 30℃/min.It’s known that the lag of the heating elements will make the Tghigher if the rate is too fast in usual Tg measurement.So we thought the heating rate 20℃/min is the desirable temperature according to the reference[25].Tgvalues from the repeated experiments showed good reproducibility.

2.1.4 The effects of sample mass on Tg

Fig.4 shows the effect of the sample mass on Tgof the sample A with the flow rate of nitrogen,40 m L/min and the heating rate,20℃/min.Tgs don’t have much difference with the increase of the the sample mass,which indicates the sample mass has nearly no impact on Tgvalues.Too large amount of sample was hard to load and didn’t help to release gas product and reach thermal balance,resulting in deviation of the sample temperature from the environment temperature.However,too little sample made the signal too weak.So the sample mass should be limited to about 10 mg.

2.2 Comparison with dynamic mechanical analysis

On the condition given above,Tgs of SMA samples B～F were measured as seen in table 3.The corresponding DSC curves are displayed in fig.5.

The most important characteristic of SMA is that its Tgis approximately linear with the content of maleicanhydride[20].By dynamic mechanical thermal analysis(DMTA)equation(1)was obtained[20]:

A with different sample mass:1.5 mg;2.10 mg;3.15 mg.

Among which xMAis the molar fraction of MA in SMA.

The molar fraction of MA in the samples B～F are determined through chemical titration method by others[20],from which Tgvalues were calculated and compared with those we measured by DSC.The results areshown in table 4.We found the calculated Tgvalues were 11℃higher than those from DSC,which is consistent with the results reported in the literature[20].This results from the different physical properties reflected by different methods.Tgmeasured by DSC is static while the one measured by DMTA is dynamic.That the latter one is higher may be caused by its lower sensitivity to chain segment relaxation for DMTA.

3 Conclusions

(1)Measurement of SMA’s Tgby DSC is preferably carried out with the flow rate of nitrogen 40 m L/min,heating rate of 20℃/min,and the sample mass of about 10 mg.

(2)The values of Tgmeasured by DSC and DM-TA are consistent with each other.It is proved that the conditions for measuring glass transition temperature of SMA is appropriate.