Способ регистрации эндотермическихпроцессов

теитно-тех ннче 4 ЯЮВ Ъ А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликФК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ,.С 01 И 25/02 с присоединением заявки Мо -Государственный омнтет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А.П.Шведчиков, А.В.Полякова, В.В,Густов и В.И,Гольданский Ордена Ленина институт .химической физики.АН СССР(54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ЭНДОТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Изобретение относится к области термического анализа, в частности к регистрации процессов, сопровождаемых поглощением тепла и может быть использовано для регистрации таких физических процессов как фазовые переходы (плавление, кипение и др.), процессов растворения и т.д.Известен калориметрический способ регистрации эндотермических процессов, при котором о протекании эндотермических процессов в системе су дят по скорости уменьшения термоЭДС в системе термопар, находящихся в термическом контакте с исследуе" мым образцом. Для регистрации эндбтермических процессов используют дифференциальные сканирующие калориметры. Скорость нагрева образца в таких калориметрах составляет от нескольких долей градуса до 2, 5 град/мин, время анализа - несколько десятков минут 11.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является калориметрический способ регистрации эндотермических процессов, используемый для регистрации фазовых переходов в полимерных системах в.интервале от минус 196 С до комнатнойо температуры. В калориметре исполь;зуются навески 0,5-1,5 г, скоростьНагрева образца около 1 град/мин 2). Недостатком известных калориметрнхеских способов регистрации зндотермических процессов является то,что инерционность таких калориметров составляетот нескольких десятков секунд до нескольких десятков минут (в зависимости от типа калориметра) и растетс увеличением массы образца. Времяанализа определяется скоростью сканирования и составляет обычно несколько десятков минут. При большихскоростях сканирования наблюдаетсярезкий ход нулевой линии, что существенно ухудшает качество и воспроизводимость термограмм. Рабочие навески составляют до нескольких грамм,что не всегда удобно в работе, особенно приисследовании дефицитных соединений.Цель изобретения - снижение инерционности, сокращение времени анализа и уменьшение навески образца.Поставленная цель достигается тем, что в исследуемую систему, нагреваемую с постоянной скоростью, вводят стекло-индикатор, предварительноподвергнутый воздействию ионизирующего излучения, и о наличии эндотермического процесса. в системе судят поуменьшению относительной интенсивности люминесценции стекла-индикатора. Люминесценция стекла-индикатора(кварц, молибденовое стекло и др.)осуществляется за счет высвобожденияв процессе равномерного нагрева зарядов из ловушек разной глубины,которые возникают в результатепредварительного облучения стеклаРиндикатора ионизирующим излучениемв интервале температур от минус 196 Содо комнатной температуры и доз1-17 Мрад. С ростом температуры интенсивность люминесценции сначала1растет, достигает максимума и затемпадает по мере расходования захваченных в стекле центров свечения.Если в такой равномерно нагреваемойсистеме протекает какой-либо эндотерг 20мический процесс, сопровождаемыйпоглощением части тепла, подводимого к стеклу-индикатору, то это приводит к уменьшению скопости нагревастекла-индикатора и уменьшению относительной интенсивности люминесценции.Такое уменьшение интенсивности люминесценции может регулироваться какна начальном участке в режиме разгорания люминесценции, так и на кривой ЗОспада после. прохождения максимума.Предлагаемый способ регистрацииэндотермических процессов по сравнению с известными позволяет существенно (в .10-1000 раз) уменьшить навес 1.ку исследуемого образца и сократитьвремя анализа д.э нескольких минутбез Ухудшения чувствительности.Кроме того, при больших скоростяхнагрева системы отсутствует резкийход нулевой линии, как это имеет место при.калориметрических способах регистрации. В несколько раз уменьшается инерционность по сравнениюс калориметрическими способами регистрации. В качестве стекла-инди-, 4катора используют стеклянный шарикили капилляр (1-5 мг) помещаемыев образец от долей миллиграмма донескольких миллиграмм.Предлагаемый способ иллюстрируется примерами.П р и м е р 1. В рабочую ячейкудиаметром 7 мм и высотой 1 ммрадиотермолюминографа типа ТЛГ помещают при -196 оС навеску СС 14в количестве 10 мг и 1 мг стеклаиндикатора (молибденовое стекло,одоза облучения 3 Мрад при -196 С).После этого нагрев ячейки с образцом и стеклом-индикатором проводятсо скоростью 10 град/мин. По мере щоразогрева облученного стекла-индикатора наблюдается равномерный ростинтенсивности люминесценции (фиг.1)В момент фазовых переходов СС 14часть подводимого.тепла расходуется у в указанном эндотермическом процессе, что приводит к уменьшению относительной интенсивности его люминесценции. Пунктиром указана криваялюминесценции стекла-индикатора вотсутствие эндотермического процесса, Время анализа 15 мин,П р и м е р 2, В рабочую ячейку,как в примере 1, помещают при -40 С30 мг льда, 10 мг соли гипосульфитанатрия и 5 мг стекла-индикатора(молибденовое стекло, доза 1 Мрадпри -19 бо С). Нагрев образца ведуткак в примере 1, В интервале от 0до 5 С происходит эндотермическийопроцесс растворения соли в воде, чтоприводит к уменьшению относительнойинтенсивности люминесценции стеклаиндикатора (фиг,2). Пунктиром показана кривая люминесценции стекла-индикатора в отсутствие эндотермическогопроцесса. Время анализа 8 мин.П р и м е р 3. В рабочую ячейку,как в примере 1, помещают при комнатной температуре 0,4 мг акриламида,помещенного внутри капилляра стеклаиндикатора, весом 1 мг (кварц, дозаоблучения при комнатной температуре17 Мрад). Нагрев образца ведут какв примере 1, В момент плавления наблю-дается уменьшение относительной люминесценции стекла-индикатора(фиг.3), Пунктиром показана криваялюминесценции стекла-индикатора вотсутствие эндотермического процесса.Время анализа б мин.Из приведенных примеров следует,что способ является экспресс-методомдля регистрации различных эндотермических процессов в широком температурном интервале (от -196 до +100 С),Для регистрации эндотермических процессов требуются малые навески (додолей мг), что по чувствительностипревосходит известные методы калориметрического анализа,Формула изобретенияСпособ регистрации эндотермическихпроцессов путем измерения параметрасистемы, изменяющегося при тепловомвоздействии, о т л и ч а ю щ и й с ятем,что,с целью снижения инерционности,сокращения времени анализа и уменьшенияйавески образца, в систему, нагреваемую с постоянной скоростью, вводятстекло-индикатор, подвергнутый предварительному воздействию ионизирующим излучением, и по уменьшению относительной люминесценции стекла-индикатора судят о наличии в системеэндотермических процессов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Кальве Э., Прат А, Микрокалориметрия, М., 1963, с, 147-265.2.Муйдинов М,Р, и др. - "Высокомолекулярные соединения", 1978, 2,Р 2, с. 360-364 (прототип).7985,72 Тенпература, фС РиЗ Составитель А,ВолковРедактор В.Жиленко Техред ААч Корректор Н,Швыдка а илиад ПППфПатентф г,Ужгород, Ул.Проектная,10012/52 Тираж 918 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, ж, Подписноекомитета СССРоткрытийушская наб., д,4