Способ калореметрических исследований

Союз СоветсникСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 775673(23) Приоритет ло делам изобретений и открытийИзобретение относится к области термического анализа физико. химических и термодинамических свойств, преимущественно, высокомолекулярных веществ и соединений. Оно может быть применено в химии полимеров, биохи 5мии, органической химии,Известен способ калориметрических исследований состоящий в нагреве исследуемого и контУрольного образцов от общего источника нагрева и регистрации разности температур образ 1 Оцов (11.Недостатком указанного способа являетсяналичие перепада температур от поверхностик центру образцов, что ограничивает скоростьнагрева и точность регистрации тепловых эффектов, соответствующих превращениям иссле.дуемого материала.Ближайшим техническим решением являет.ся способ калориметрических исследований,включающий нагрев исследуемого и контрольного образцов эа счет монотонного изменениятемпературы источника нагрева, а также засчет регулируемого подвода энергии от дополнительных нагревателей 2. Регулируемый подвод энергии сообшает этому способу ряд преимуществ по сравнению с вышеописанным: выравнивание температур образцов, возможностьколичественных измерений теплового эффекта.Однако недостатком этого способа-прототипатакже является наличие перепада температурпо сечению образцов, увеличивающегося с возрастанием скорости нагрева, что ограничиваетточность. Целью изобретешя является повышение точности.Указанная цель достигается тем, что регулируемый подвод энергии осуществляют, воздействуя ультразвуковым или СВЧ.полем с периодически изменяющимися частотой или амплитудой.В основе способа лежит явление эквивалентности изменения частоты или амплитуды ультразвукового (УЗ) или СВЧ-поля изменению температуры - при воздействии на полимеры ианалогичные материалы. Слабое поглощениеуказанных полей при воздействии на полимерыобеспечивает одновременный нагрев всего об775673 40 55 разца без возникновения ощутимых перепадовтемператур по их сечению,Способ осуществляется следуюшим образом.На монотонное изменение температуры (например порядка 10град/мин или меньше)накладывается УЗ- или СВЧ.возмущение частоты 1 (например, порядка 1 мГц) с девиацией+ЬТ порядка 10 кГц или больше . Скоростьизменения Ь 1 определяет скорость дополнитель.ного изменения температуры (например, прискорости изменения девиации М порядка 100 гцскорость изменения Т может достичь величиныпорядка 1000 градггмин и более), На каждые ипериодов изменения Ь 1 приходится несколькопариодов с девиацией ЬР ) Ь 1 (например,ЬГ = 100 кГц). Таким образом определяютсяточки переходов во всем температурном интервале, При повторном изменении температурынесушую частоту УЗ- или СВЧ.поля можно неизмсггять зцлоть до попадания в достаточномалую окрестггость точки превращения. Кактолько последнее произойдет, несущую частоту1 резко изменяют на максимально возможнуюдевиацию ЛГ, Причем, отклонение от исходногозначения в ту или иную сторону можно осушествлять как непрерывно, так и дискретно (импульсами или ступенчато) . Изменение (модуляция) амплитуды УЗ- или СВЧ-лола может быть осуществлено точно также Только вместо т следует говорить об ампли. туда А, а роль девиации Ь 1 и сЪГ играет прирагцецие амплитуды ЛА.Если в качестве выходного сигнала регистри. руется разность температур ЬТ(т) между исследуемым и контрольным образцами, то при условии, что контрольный образец обладает такиги же (или близкими) теплофизическими и вязкоупругими свойствами, что и исследуемый образец вне области перехода, получаются врегмацпые зависимости, изображенные ца чертеже, Здесь участок аЬ соответствует фоновому изме. нению температуры образца Т б(т) и эталона Т (т) за счет изменения температуры источникаЭнагрева. Участок Ьс отвечает разогреву за счет включения воздействия УЗ- или СВЧ-поля. На участке сд происходит некоторый спад температуры, обусловленный внешними потерями, Участок сге характеризует установившееся состо. лние. Участок еХ соответствует преврашению в обргсше, например, переходу иэ стеклообразцо. чо состояния в высокоэластичцое. Непосредственно в окрестности точки е производится резкое изменение несущей частоты УЗ-(СВЧ)-поля на максимальную девиацию ЬР, либо резко изменяется его амплитуда. При этом во время быс рого увеличения частоты (амп.т 1 гтудьг) Т резко возрастает, а Тб либо остается неизменной, либо падает, Такое повеление обусловлено тем, что почти вся эггергля потерь УЗ-(СВЧ)-поля в об. разце идет ца энергетические затраты, связанныес переходом, На участке д превращения цет,изменение частоты (амплитуды) выключается,а Т б и Т возврагцаются ца общую прямуюзависимости температуры от времени.Изменение несушей частоты Ф или амплитудыможно производить и непрерывно в течениевсего опыта. При этом на зависимости Т (т).и Тоб (т) бУдУт накладыватьсЯ небольшие, хотЯ 1 О и острые, симбатные пики, Сама же дифферен - циальная кривая ЬТ(т) не изменится.Существует еше одно преимушество, присущее данному способу. Для процессов деструкции в высокополимерах характерным является 15 то, что для их инициирования достаточно разорвать лишь определенное небольшое число нужных связей, Например, для инициирования перехода от а-спирали к клубку в полипептидахдостаточно разрушить три водородных связи, що включающих три пептидных единицы, Для этихсвязей, в свою очередь, свойственно свое определенное время релаксации т, Как известно,затухание УЗ-волны будет иметь максимальноезначение при Гг = , т,е, разрыв нужных связей произойдет при определенной частоте. Таким образом, подбирая несущую частоту УЗ-по.ля, можно получить дополнительную информа.цию о тех связях, разрыв которых инициируетфизико-химическое превращение, Известныеспособы изменения температуры такой избирательностью не обладают, К достоинствам предлагаемого способа относится также возможность,проведения комплексных исследований: тепловых, акустических и электромагнитных.Таким образом, данный способ позволяет по.35высить.точцость и информативность исследования полимерных материалов. Формула изобретения Способ калориметрических исследований,основанный ца нагреве исследуемого и контрольного образцов за счет монотонного изменения температуры источника нагрева, а также 45за счет дополнительного регулируемого подводаэнергии, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что,с целью повышения точности, регулируемыйподвод энергии осуществляют путем воздействия ультразвуковым или СВЧ-полем с периодически изменяющимися частотой или амплитудой. Источники информации,принятые во внимание при экспсргизе 1. Уэндлацдт У. Термические методы анализа,М., "Мир", 1978. с. 145 - 14 Г 1, 9 т 8 2. Уэндландт У. Термические ме 1 ольг анализа. М "Мир", 1978, с, 553775673 Составитель В. ВертоградскТехред И. Асталош Корректор Н. Ст едакт ляда сное илиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 735/59ВНИпо1130 Ти Госуда ам изоб осква, ж 1019 Пвенного комитета СССРений и открытий35 Раушская наб., д. 4/