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热分析技术综述
摘要 综述了近年来热分析技术在化合物表征、有机质研究、药品分析等领域的应用情况
前言：热分析及热分析仪器的起源与发展
热分析一词是1905年由德国的Tammann提出的。但热分析技术的发明要早的多。热重法是所有热分析技术中最早发明的。公元前25世纪古埃及壁画中就有火与天平的图案。14世纪时欧洲人将热重法原理应用于黄金的冶炼。1780年英国人Higgins在研究石灰黏结剂和生石灰的过程中第一次用天平测量了试样受热时所产生的重量变化。1786年，Wedgwood在研究黏土时测得了第一条热重曲线，发现黏土加热到暗红（500~600℃）时出现明显失重。最初设计热天平的是日本东北大学的本多光太郎，1915年他把化学天平的一端秤盘用电炉围起来制成第一台热天平，并用了“热天平”（thermobalance）一词，但由于测定时间长未能达到普及。第一台商品化的热天平是1945年在Chevenard等工作的基础上设计制作的。Cahn和Schultz于1963年将电子天平引入现代自动热天平中，使仪器的灵敏度达到0.1μg，质量变化精度达10-5。我国第一台商业热天平是20世纪60年代初由北京光学仪器厂制造的[1]。常用的热分析方法有:差示扫描量热(DSC)法、差示热分析(DTA )法和热重(TGA )法。近年来，热分析法得到了迅猛发展，出现了多种新型测量仪器和方法，如动力机械热分析(DMTA )法、热机械分析(TMA )法、声纳热分析法、发散热分析法等。联用技术的大量开发和使用更加推动了这一技术的蓬勃发展，如TG-MS、TGA-FTIR、TG /DTA、MR-MS法等。本文对近年来我国热分析技术在几个具体领域的应用现状作了一些归纳。
1、热分析技术在化合物热分解研究中的应用
热分析作为一种表征化合物（配合物）的重要手段获得了非常广泛的应用。测试者通过热分析获得化合物的对热稳定性，热分解机理，分解过程的热力学数据及动力学参数等。如马荣华等人[2]对过氧铌杂多钨酸盐热分解行为进行了研究，薛岗林等人[2]研究了新合成的化合物[Ce(NO3)5H2O ](C3H5N2)2的热分解机理，胡远芳等人[3]合成了[Nd(C3H7NO2)2(C3H4N2)(H2O)](ClO4)3稀土配合物并对其进行了热分析研究，杨锐等[4]合成了超分子化合物[Eu(C1OH9N2O4)(C1OH8N2O4)(H2O)3]2·phen·4H2O并对其热稳定性进行了研究等。又如陆美玉[5]运用热重法与压力差示扫描量热法进行高温抗氧化剂的研究。另外在对高分子材料进行改性以增加其热机械性能能扩大高分子材料的应用领域中，用 TMA 可检测高分子材料的链受热断裂的温度等，如于俊荣等[6]用 TMA 研究纯 UHMWPE 纤维在 140℃受热断裂，而纳米 SiO2改性UHMWPE 纤维在 144℃受热断裂，说明 UHMWPE 纤维经 SiO2改性后其热机械性能提高。杨红玲、孙枫等人[7]用DSC和 DMA对PP-R专用料性能的评价等。崔蕊蕊[8]等用热重分析法测定氟唑活化酯的饱和蒸气压。
2、热分析技术在有机质分析研究中的应用
因为有机质在高温条件下会分解等，由此可利用不同的热分析方法来进行分析研究。如蒋绍坚、黄靓云[9]等运用热重分析对纤维素、半纤维素、木质素等三种生物质成型燃料在不同气氛下和不同升温速率下进行热重实验，研究反应条件对生物质成型燃料失重特性的影响规律。洪欢[10]等人对南洋楹木材的热重分析，从而得出此木材的阻燃性能与含水率等的关系。金森[11]等利用热重法对马尾松、杉木等南方 7 种典型乔木叶片热解特性和燃烧性的分析。
3、热分析技术在药品分析研究中的应用
热分析方法大大加速了测定药品制剂中的主成分与赋形剂之间是否相容的稳定性试验进程。药物配方提供了药物的活性物质即药品能够供给身体的方式，无论是与应用方式有关的生理方面的考虑，还是药品的化学物理性质都必须是合适的。药物配方由真正的药品活性配料以及非活性配料填料添加剂等组成,所有成分的比例必须正确。所以采用的质量标准是极其高的，为了保证这些质量要求需要合适的分析方法，而热分析方法在检测过程中是非常有效的，不仅可以单独使用各种热分析方法，也可以互相结合使用，还能同步结合其他技术(如光谱法、色谱法等)联合使用，热分析技术还能用于检查药物与赋形剂有无相互化学反应,有无化学吸附共熔及晶型转变等物理作用。于是在药品的分析研究领域中,热分析法的应用日益广泛。随着该方法的灵敏度和仪器自动化程度的不断提高,它不仅广泛应用于质量控制上,而且还在药物结构分析、药物剂型的开发和研究等方面起着重要的作用。例如徐坚等人[12]用热分析技术研究了甲氧氯普胺两种晶型的互变条件及各自的溶解热。侯美琴等人[13]报导了利用DTA和DSC方法分析双炔失碳的差向异构体研究，为其制剂的剂量调整提供了依据。
4、发展展望
随着分析仪器的不断发展，各仪器间、分析方法间联用是分析技术发展的一大方向，有着广阔的发展空间。例如闫丽云[14]等人运用热重-差热分析研究了黄桷树不同部位的热解特性。付鹏等[15]运用热重分析和红外光谱联用技术研究谷壳等生物质的热解过程等。潘永红、王万卷等[16]采用热裂解气相色谱-质谱联用法对某一液晶聚合物的裂解组分及相对含量进行了定性分析，提供了一种新的液晶聚合物是我研究方法。
参考文献
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[3]　薛岗林，杨一心，李恒新，等. [Ce(NO3)5H2O ](C3H5N2)2的合成、晶体结构及热分析[J]. 无机化学学报，2001. 17(3):423-426.
[4]　胡远芳,王　艳,胡卫兵.稀土配合物[Nd(C3H7NO2)2(C3H4N2)(H2O)](ClO4)3的合成、表征与热分析[J].武汉科技学院学报, 2005, 18(6): 53-55.
[5]　杨　锐,何水样,武望婷等. [Eu(C1OH9N2O4)(C1OH8N2O4)(H2O)3]2·phen·4H2O超分子化合物的晶体结构、荧光性质及热稳定性[J].高等学校化学学报, 2005, 26(3): 401-406.
[6] 于俊荣, 栾秀娜, 胡祖明等. 纳米 SiO2改性超高分子量聚乙烯纤维的制备及其结构性能研究[J]. 高分子学报， 2005， (5): 764-768.
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[8] 崔蕊蕊，刘钰等. 热重分析法测定氟唑活化酯的饱和蒸气压. 世界农药. 2014 .12.
[9]蒋绍坚，黄靓云，彭好义，唐富强，姚昆. 生物质成型燃料的热重分析及动力学研究. 新能源进展 2015.04.
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[11] 金森，杨艳波 . 基于热重的南方 7 种典型乔木叶片热解特性和燃烧性分析.中南林业科技大学学报.
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[14] 闫丽云 ，刘朝. 黄桷树的热重差热联用分析及改进动力学方法. 能源技术. 2008.08.
[15] 付鹏，胡松，向军，孙路石等. 谷壳热解/气化的热重-红外联用分析. 太阳能学报. 2008 .11.
[16] 潘永红，王万卷，余巧玲，容 腾，刘志健，徐运祺，魏远芳. 基于热重分析和热裂解气相色谱-质谱联用法的液晶聚合物热裂解成分检测 塑料科技 1005-3360（2016）01-0090-04.