哪些实验条件会影响Tg的测定

1、升温速率的影响

这是对TG测定大的因素。升温速率越大温度滞后越严重，开始分解温度Ti及终止分解温度Tf都越高。温度区间也越宽。

一般进行热重法测定不要采用太高的升温速率，对传热差的高分子物试样一般用5～10℃／min，对传热好的无机物、金属试样可用10～20℃／min，对作动力学分析还要低一些。

2、 气氛的影响

热天平周围气氛的改变对TG曲线的影响也非常显著。在流动气氛中进行TG测定时，流速大小、气氛纯度、进气温度等是否稳定，对TG曲线都有影响。一般，气流速度大，对传热和逸出气体扩散都有利。使热分解温度降低。对于真空和高压热天平，气氛压力对TG也有很大影响。

3、试样用量、粒度和装填情况的影响

a、试样用量多时，要经过较长时间内部才能达到分解温度。

b、试样粒度对TG曲线的影响与用量的影响相似，粒度越小，反应面积越大，反应更易进行，反应也越快，使TG曲线的Ti和Tf都低，反应区间也窄。

c、试样装填情况首先要求颗粒均匀，必要时要过筛。

仪器的影响：

1、浮力的影响

a、热天平在热区中，其部件在升温过程中排开空气的重量在不断减小，即浮力在减小，也就是试样的表现增重。

b、热天平试样周围气氛受热变轻会向上升，形成向上的热气流，作用在热天平上相当于减重，叫做对流影响。

2、坩埚的影响

热分析用的坩埚（或称试样杯、试样皿）材质，要求对试样、中间产物、终产物和气氛都是惰性的，即不能有反应活性，也不能有催化活性。

3、挥发特再冷凝的影响

试样热分析过程逸出的挥发物有可能在热天平其它部分再冷凝，这不但污染了食品，而且还使测得的失重量偏低，待温度进一步上升后，这些冷凝物可能再次挥发产生假失重，使TG曲线变形，使测定不准，也不能重复。为解决这个问题可适当向热天平通适量气体。

中国黄牛肉用选育的背景

由于社会经济的不断发展和人民生活水平的不断提高及市场的变化，使中国黄牛的选育方向经历了一系列历史性的变化，即“役用-以役用为主-役肉兼用-肉役兼用-肉用”的选育过程。20世纪70年代以前，中国牛业以役用为主，大部分研究主要是集中在牛的营养代谢试验、役用性能、生长发育、生理生化指标测定、冻精制作及种质特性等基础研究工作。20世纪70年代以后，中国黄牛作为农业的动力已退居次要地位，随着中国良种黄牛委员会的成立，一些品种成立了选育协作组，先后制定了选育方案、体型外貌鉴定方法、良种登记和畜群档案制度。在20世纪70年代中期，中国才提出“独立的肉牛业”，但是由于没有根据中国本地黄牛的特点，及时总结世界上肉牛品种利用的历史，先后引进了28个国外肉牛品种进行杂交改良，当前在中国肉牛生产中影响面最大的当数西门塔尔牛，其次为夏洛来和利木赞。从80年代以后逐渐有计划的起步黄牛的肉用选育。

2 中国肉牛分子育种的必要性

作为世界牛品种资源宝库的重要组分，我国黄牛品种资源十分丰富，适应性强，肉质良好。然而，由于历史上以役用为主，我国黄牛作为规模化肉用生产的牛种，缺点也是明显的。这主要表现在后躯不发达，产肉少，育肥增重速度赶不上国外的专门化肉牛品种，加上没有经过系统的肉用性能选育，肉的品质规格往往差异较大，优质高档肉块产量少，造成发展肉牛生产的规模效益比不上专门化的国外肉牛品种。但另一方面，我国各黄牛品种内个体间存在极大的差异，一些个体的生长育肥性能较好。在一些群体中，部分个体具有很好的肉用特征。如果通过品种内高强度的选择和培育，完全有可能在较短时间内培育成为中国特有的优良肉牛品种。据张英汉报道，我国地方黄牛，例如晋南牛、秦川牛中分别有20％～26％和5％～10％的个体具有不亚于国外专门化肉牛品种的肉用体型特点。因此，充分利用这部分牛群，应用现代生物技术迅速培育、发展具有我国本地黄牛优良的肉质特性，且生长速度快、屠宰率和净肉率较高的新型肉牛品种（系），建立现代的中国种（肉）牛业是发展我国肉牛业的重要战略目标，也是中国面对国外肉用种牛和牛肉产品挑战的唯一选择。

肉用性状是典型的、具有重要经济价值的数量性状，受环境因素影响较大，用常规育种方法进行育种进展缓慢。20世纪80年代后期以来，国际上的动物遗传育种已经进入分子水平，即分子育种，使育种朝着快速改变动物基因型的方向发展。近几年来，由于分子生物学和各种分子生物技术的发展，使人们有可能直接从遗传物质本身的基础上揭示生物的性状特征，它与基因产物的研究相比克服了年龄、性别、组织及各种内外环境因素的影响，而且所提供的遗传差异，即遗传标记的种类又非常多，因此，分子育种越来越受到人们的重视。进入20世纪90年代中期以后，在我国逐渐开展了黄牛肉用性能的分子遗传学研究。采用基因标记等现代分子育种新技术结合常规育种，以便能够加快中国肉牛品种的培育和和选育。然而从总体上来看，目前大部分黄牛品种的繁育盲目性还是太大，远没有建立起完整意义上的现代肉牛纯种繁育体系和杂交繁育体系，欲改变这种现状，将是今后10～20年内中国养牛学界所肩负艰巨历史使命之一。

3 分子育种研究的内容和特点

动物分子育种（animal molecular breeding）是利用分子数量遗传学理论和技术来改良畜禽品种的一门新兴学科，是传统的动物育种理论和方法的新发展。从目前发展现状来看，它应包括两方面内容：基因组育种（genomic breeding）和转基因育种（transgenic breeding）。其中，基因组育种是在比较基因组研究和基因组分析的基础上，通过DNA标记技术来对畜禽数量性状座位进行直接选择，或通过标记辅助导入有利基因，通过标记辅助淘汰（marker assisted culling，MAC）清除不利基因等，以达到更有效地改良畜禽的目的。转基因育种则是通过基因转移技术将外源基因导入某种动物的基因组上，育成转基因畜禽新品种（系），从而达到改良重要生产性状（如生长率、遗传抗性等）或非常规性育种性状（如生产人类药用蛋白、工业用酶等）的目标。

由于动物分子育种是直接在DNA水平上对性状的基因型或基因进行选择，因此其选种的准确性大大提高，克服了传统动物育种方法的缺陷。按照常规育种方法要提高家畜的生产性能，如瘦肉率、产奶量、增重速度、饲料利用率等，人们往往需要进行多代杂交，选优交配，最后培育出高产、优质的品种。然而，这种传统的方法存在着品种育成时间长、育成后再想引入新的遗传性状困难大等许多弊端，使带有新性状的品种可能同时也携带有害基因，杂交后有可能会降低原有性状。而分子育种能够克服传统杂交选择法的各种缺陷，具有高效、快速育种的特点，目前已显示出了越来越强大的生命力，必将成为动物遗传育种学科发展的方向和21世纪动物育种的主流。

4 中国黄牛分子育种研究进展

中国黄牛（肉牛）分子育种的研究主要集中在肉用性状。自从中国黄牛开展了分子遗传学研究以来，研究的内容已涉及到功能基因的编码序列和非编码序列。研究的功能基因已超过40个，这些基因主要包括与中国黄牛生长发育性状、屠宰性状、肉品质性状、繁殖性状、抗病性状相关的基因，非编码基因包括微卫星DNA序列和mtDNA的D-Loop序列。研究的主要目的一是揭示生产性状的分子遗传标记，直接用于选种；二是揭示品种的分子群体遗传学特征，阐明品种间的差异和遗传关系，用于杂交效果的预测、遗传资源的评价、保护和开发利用。目前中国黄牛大部分品种或多或少都进行过分子遗传学方面的研究，但做的工作比较多的品种主要集中在中国几个优良黄牛品种上，包括秦川牛、南阳牛、鲁西牛、晋南牛、延边牛、郏县红牛和培育品种中国西门塔尔牛、草原红牛以及引进品种如利木赞、德国黄牛、红安格斯牛的杂交系。

41功能基因多态与生产性状关联研究

411 生长发育相关基因的研究。关于中国肉牛生长发育候选基因研究较多，涉及GH、GHRH、GHR、POU1F1、IGFBP-3、IGF-1、IGF-2、MEF2、TG、MC3R、MC4R、AGRP、NPY、POMC、CART、Ghrelin、Hcrtr1、Orexin、HTR1B、HTR2A、CLPG等21个功能基因。研究主要集中在秦川牛、南阳牛、鲁西牛、晋南牛和郏县红牛等重要地方黄牛品种上。

秦川牛、鲁西牛、南阳牛和中国西门塔尔牛GH基因第5外显子位点突变等位基因B为体重、体高、体斜长、胸围的正效应等位基因。南阳牛IGF2基因BB基因型初生重、体重、胸围显著大于AA型。秦川牛生长激素受体基因的AB基因型效应在部分生长性状上高于其他基因型。南阳牛、秦川牛及杂种牛秦安、秦德、秦利4个群体内POU1F1基因AB、BB基因型个体在胸围，十字部高指标上显著高于群体AA型个体，即BB、AB>AA，可作为秦川牛体尺指标(胸围、十字部高)候选基因之一。晋南牛IGFBP-3基因AA型后腿宽显著高于AB型。CLPG基因AC基因型的体重和体长显著大于AA、AB型。秦川牛AGRP基因群体中BB基因型个体体重、体高显著大于AA型个体。南阳牛POMC基因BB型6月龄体重和0～6月龄平均日增重显著大于AA型。南阳牛DGAT2基因基因型AB的6月龄体重比基因型AA高67%；6月龄体高比基因型AC高32 %，基因型B 12月龄的坐骨端宽比基因型AA高33 %，基因型AB 24月龄胸围比基因型A高31%。MC4R基因与牛体重和初生重存在相关。

412 屠宰性状相关基因。 关于屠宰性状相关基因研究相对较少，由于屠宰性状的样本资料获得相对较难，对屠宰性状遗传标记的研究受到一定的限制。现共涉及IGFBP-3、DGAT1、DGAT2、MSTN、Myf-5、Myf-6、MyoD、MyoG基因等8个以上的功能基因。

IGFBP3基因与秦川牛、南阳牛屠宰率和净肉率存在相关。鲁西牛DGAT1基因KK型腔油重／胴体重明显高于AA型，而且KK型个体有更高的净肉率。鲁西牛DGAT2基因AA型个体的屠宰率显著高于AB和BB型。Myf5基因在南阳牛群体中，18月龄南阳牛AA型个体则极显著高于AB和BB型个体；在秦川牛群体中，AA型个体的体高和十字部高显著低于AB和BB型个体；郏县红牛AA型个体的坐骨端宽显著高于其它两种基因型个体。关于秦川牛、南阳牛、蒙古牛和西门塔尔牛MSTN基因序列特征和多态性均有报道。王珊等（2006）报道了牛MyoG基因的序列特征。

413 肉品质性状相关基因。肉品质相关基因研究涉及Leptin、CAST、CAPN 1、CAPN 4、UCP3、H-FABP基因等6个功能基因。牛CAST基因中的B等位基因，尤其是BB纯合基因型对牛肉嫩度具有显著影响，并且在利木赞品种内达到极显著。CAPNI基因A3717G位点上，AG基因型和GG基因型的嫩度值好于AA基因型的嫩度值；在A3854G位点上，GG基因型的嫩度值好于AA基因型的嫩度值。李武峰（2002）和李君灵（2006）利用PCR-RFLP技术研究牛小亚基钙蛋白酶(CAPN4)基因第5内含子的遗传变异，共发现了5个SNP，但对肉质无影响。H-FABP基因中h等位基因，尤其是hh纯合基因型对牛肉WBS值有较大的影响；鲁西黄牛BB纯合基因型对牛肉嫩度剪切力值有较大的影响。IGFBP3基因AA 型个体的眼肌面积大于BB 型个体(P<005)，AB型和BB 型个体胴体脂肪含量高于AA 型个体。牛DGAT1基因KK型和KA个体外脊肌肉剪切力低于AA型个体。

414 繁殖性状相关基因。关于繁殖相关基因研究很少。在中国黄牛繁殖性状的研究中，目前主要是针对牛的双胎性展了一些研究，涉及的品种有秦川牛、中国荷斯坦牛、鲁西牛、晋南牛、南阳牛、延边牛等。FSHR基因第一外显子Taq I酶切位点出现多态，并与牛的繁殖性状存在相关。鲁西牛GDF9基因的3’UTR发现缺失突变，发现该多态位点与单、双胎性状之间基因型分布存在显著差异，双胎牛群体B等位基因频率显著大于单胎牛。在国外关于精液中的一些蛋白质研究已有相关报道，并发现一些蛋白与受精过程密切相关，从而选择公牛，提高公牛的繁殖率。

415抗病性相关基因。关于抗病相关基因的研究主要集中在MHC基因家族，另外还有自然抗性相关巨噬细胞蛋白1基因(nramp1)、白细胞介素IL-8受体基因（cxcr1）、TOLL样受体4基因（tlr4）、乳铁蛋白基因（lf） 和一些易感染病菌过程中的受体蛋白基因及一些突变的正常基因。在中国黄牛上相关的研究不是太多。MHC基因家族在中国黄牛中具有丰富的多态性。在中国荷斯坦牛中，人们将这种多态性与牛的乳房炎相关性状进行了关联分析，获得了一些抗性的基因类型。在中国地方黄牛中，许多抗性基因的研究主要集中在多态性方面，其主要原因是没有找到合适反映中国黄牛抗病的指标体系。孙东晓（2001）报道了蒙古牛MHC-DRB和DQB基因外显子2的多态性，结果表明蒙古牛BoLA-DRB的第二外显子的第70、182位的碱基以及DQB基因的第二外显子的第24、38、74、108、122、138、177位的碱基出现多态。王爱勤等（2005）在鲁西黄牛、渤海黑牛群体中，陈智华等（2007）在大额牛群体中发现相似规律。王兴平等（2006）利用PCR-RFLP技术在鲁西牛、秦川牛、晋南牛和南阳牛群体中新发现DRB3基因第2外显子的第154位C>A突变。但没有与抗病性状相关的报道。

42 基因的克隆与功能分析 在中国黄牛上，一些基础研究也在不断深入，特别是对一些重要功能基因的分子遗传特征、功能和表达研究。Zhang et al (2007)首次报道了对采食有重要调控作用的HCRTR1基因的遗传变异，发现了新的SNP位点。甘海云等（2007）克隆测序了中国荷斯坦牛、鲁西黄牛和渤海黑牛三个品种的MC1R基因，新发现了1个SNP。张林等（2006）成功地克隆到了牛IL-18全基因，与GeneBank所登录的牛IL—l8核苷酸序列及其推导氨酸序列同源性分别是995％和990％。与人、猕猴、野猪、山羊属、马等核苷酸序列及其推导氨基酸序列同源性分别在849％～995％和74．9％～99％。张辉等（2006）从脂肪组织总RNA中扩增得到ADPN基因的501 bp片段，其cDNA序列与GenBank牛ADPN基因序列同源性为85％，其氨基酸同源性为96％。王峰等（2005）首次获得了牛BMP4基因的部分外显子序列，并与羊、人、小鼠、大鼠等动物的BMP4基因序列进行了同源比对。马云等（2006）克隆了牛FABGL基因的cDNA进行了序列分析，并对推导的FABGL蛋白结构与性质进行了初步分析。张春雷等（2007）对牛性情调控的基因分子遗传基础进行了探索。在秦川牛上，已对Ghrelin基因、NPY基因全序列进行了克隆，并成功地在原核生物中得到表达）。总之，这方面的研究多集中在基因部分片段上，缺少全面性，研究的不够深入，特别在功能和表达分析方面相关报道还很少。

43 生产性能的微卫星标记研究 微卫星DNA多态性较多，在中国黄牛上的研究涉及到BM1500、BM1824、BM2113、BM315(215)、CSSM66、ETH152、ETH185、ETH225、HEL1、HEL13、HEL5、HEL9、ETHl0、INRA005、TGLA126、TGLA227、IDVGA2、IDVGA3、IDVGA27、IDVGA44、IDVCA46、oarHH55、TGLA126等23个位点，但这些研究主要用于分析牛的亲缘关系和起源进化，与生产性状相关分析研究相对较少。

BM1824位点基因型与肉牛的生长、产肉以及双胎性状均存在相关。BM2113位点的142-/144-/158-基因型对秦川牛的体长、体高、胸围、腰角宽、尻长有显著的标记效应，而对于秦川牛的体躯指数的标记效应达到极显著。CSSM66位点的181-/183-基因型对秦川牛的尻长影响达到显著，对体躯指数的影响达到极显著。ETH225位点与秦川牛及其杂交群体的生长性状存在相关。HEL13位点在双胎牛中比单胎牛缺一条230 bp的等位基因, INRA005位点在双胎牛中比单胎牛缺一条217bp的等位基因。秦川牛IDVGA-3位点163-183基因型个体的眼肌面积显著高于163-163型个体。草原红牛IDVGA46等位基因D(211 bp)对3个肌肉度评分性状肩部、腰厚、大腿肌有负相关；等位基因B(205 bp)在腰厚方面有正相关。

44 黄牛比较基因组研究与分子进化 对于中国黄牛遗传资源方面的研究主要集中在中国黄牛的起源进化和亲缘关系研究，这方面的研究国际上一直很重视。在中国，黄牛品种间的亲缘关系和起源进化研究进展最快，研究方法已从蛋白质多型性分析，转变为核DNA和线粒体DNA序列特征分析。线粒体DNA D－loop的多态性研究发现中国黄牛有普通牛与瘤牛两大起源，其中普通牛单倍型又可分为4个支系（T1～T4），其遗传多样性丰富，首次发现中国黄牛中有非洲牛支系T1，占103%。中国瘤牛也有两个支系I1和I2，但其遗传多样性十分贫乏。对mtDNA Cyt b 基因进行了测序分析，界定了47个单倍型，105个多态位点，证实中国黄牛有普通牛与瘤牛两大母系起源。从分子水平证明西藏黄牛是普通牛和瘤牛的混合起源，并且发现中国黄牛中普通牛与瘤牛类型的分布是有特点的，在北方黄牛中，只存在普通牛类型，在中原黄牛与南方黄牛中，绝大部分都是普通牛与瘤牛的混合类型，只有雷琼牛是瘤牛类型。从Y染色体微卫星位点证实普通牛和瘤牛两种起源在中国黄牛不同品种中的分布频率有明显差异。普通牛类型从南向北逐渐增加，瘤牛类型从南向北逐渐减少。中原黄牛群受两种类型牛影响因品种不同而差异很大。发现中国和东南亚沼泽型水牛有两个mtDNA支系A和B，并初步证明亚洲沼泽型水牛（中国水牛）是在中国独立驯化的。

5 中国肉牛分子育种存在的问题

中国黄牛分子育种研究方面已取得很大进展，已获得了许多关于中国黄牛分子遗传特征的信息，也发现了一些与生产性状有关联的基因和基因类型，这些为今后对中国黄牛的进一步研究和在分子育种方面的应用奠定了良好的基础。但是，中国黄牛分子育种研究目前还存在一些问题。

51分子育种研究系统性不够 我国肉牛分子育种起步较晚，但研究进展较快。然而，许多研究比较零散，不够系统、深入。主要表现在：①许多研究只涉及基因的部分片段，全基因序列研究的不多。②基因的功能研究涉及的较少，也比较肤浅；③功能基因表达调控分析方面的研究还不多；④在中国地方黄牛上转基因研究似乎还尚未开展。

52研究经费不足 分子育种研究，需要投入大量的人力、物力和资金。在中国黄牛上，我国对于这方面的研究投入力度较小，迄今中国肉牛分子育种方面的研究开展的还不够深入。由于研究经费有限，研究工作只能零敲碎打，检测的手段也比较落后。在发达国家已将基因芯片技术应用于分子育种研究，开展重要功能基因的筛选、鉴定和SNP检测，目前已开发出许多基因试剂盒用于辅助选择。

53样本量较少 在遗传标记的分析中样本量是很关键的，虽然目前对样本量没有严格的要求。但样本量越大越准确是无疑的。在我国由于尚无较大的、规模化的中国黄牛育种场，样本量的获得受到了限制。所以，国内肉牛研究的样本量一般较小，早期研究的样本量才只有十几头，从而影响了研究结果的可性靠。

54 研究群体的稳定性差 在我国，一些肉牛分子育种研究尚无固定的试验群体，有些是用农民饲养的黄牛个体及资料，个体流动性较大，追踪验证困难，一些表现优秀的个体，过段时间往往被卖掉。所以，开展分子育种必须建立稳定的育种核心群体。

6 中国肉牛分子育种的思路和展望

61 中国肉牛分子育种的思路

611 中国肉牛分子育种今后研究的重点 目前牛基因组草图已完成，牛基因图谱的饱和度大幅度提高。所以今后中国黄牛分子育种研究的重点主要应放在分析控制肉牛重要经济性状功能基因座位的数量及对相应表型的影响；寻找和扩大遗传多态标记的数量和在基因组中的定位；基因功能的鉴定和相互作用及其调控网络关系分析；用MAS技术来实现提高肉牛育种项目遗传进展速度和效益；基因组数据库系统和实验信息及资源共享体系的建立与完善，以及基因转移技术在中国黄牛肉用选育中的应用研究等。

612建立健全肉牛育种场（企业）的技术档案体系 为了提高分子育种技术的准确性，相应的技术资料是非常重要的，所以，不但需要建立稳定的育种核心群体，还需要建立健全肉牛育种场（企业）的技术档案，以便提高分子育种的可靠性和准确性。

613应加强中国肉牛分子育种研究的投入 为了加快中国肉牛分子育种研究的开展，国家、地方应加大投资力度，并调动各方面的积极性，鼓励相关企业积极参与和投资，早日培育出中国特色的肉牛新品种（系）。

614分子育种与其他生物技术相结合 在培育中国特色肉牛新品种中，除了采用分子育种技术外，还应转基因技术，胚胎生物工程技术紧密结合，加快优良个体的扩繁。

615应将分子育种与常规育种技术紧密结合 在分子育种过程中，分子育种不能代替常规育种技术，常规肉牛育种技术和现代分子育种技术两者的有效结合，是未来中国肉牛育种的行之有效的根本措施。

62中国肉牛分子育种的展望 综上所述，中国的肉牛分子辅助选择技术研究已取得重要进展，发现了一批具有应用前景的遗传标记。目前，尽管在肉牛分子育种研究中还存在一些需要改进的地方，但肉牛分子育种研究的势头很好，仍处于快速发展时期，随着研究的不断深入和研究成果的不断积累，肉牛的分子育种实践的到来会为时不远，由于它能够使选种的准确性提高，大大加快肉牛肉用性能的选育，无疑将成为未来肉牛新品种培育和品种改良的主要工具。

热重法测定，试样量要少，一般2～5mg。一方面是因为仪器天平灵敏度很高(可达0．1μg)，另一方面如果试样量多，传质阻力越大，试样内部温度梯度大，甚至试样产生热效应会使试样温度偏离线性程序升温，使TG曲线发生变化，粒度也是越细越好，尽可能将试样铺平，如粒度大，会使分解反应移向高温。

试样皿的材质，要求耐高温，对试样、中间产物、最终产物和气氛都是惰性的，即不能有反应活性和催化活性。通常用的试样皿有铂金的、陶瓷、石英、玻璃、铝等。特别要注意，不同的样品要采用不同材质的试样皿，否则会损坏试样皿，如：碳酸钠会在高温时与石英、陶瓷中的SiO2反应生成硅酸钠，所以象碳酸钠一类碱性样品，测试时不要用铝、石英、玻璃、陶瓷试样皿。铂金试样皿，对有加氢或脱氢的有机物有活性，也不适合作含磷、硫和卤素的聚合物样品，因此要加以选择。 热天平周围气氛的改变对TG曲线影响显著，CaCO3在真空、空气和CO2三种气氛中的TG曲线，其分解温度相差近600℃，原因在于CO2是CaCO3分解产物，气氛中存在CO2会抑制CaCO3的分解，使分解温度提高。

聚丙烯在空气中，150～180℃下会有明显增重，这是聚丙烯氧化的结果，在N2中就没有增重。气流速度一般为40ml/min，流速大对传热和溢出气体扩散有利。 浮力变化是由于升温使样品周围的气体热膨胀从而相对密度下降，浮力减小，使样品表观增重。如：300℃时的浮力可降低到常温时浮力的一半，900℃时可降低到约1/4。实用校正方法是做空白试验，(空载热重实验)，消除表观增重。

TG曲线关键温度表示法

失重曲线上的温度值常用来比较材料的热稳定性，所以如何确定和选择十分重要，至今还没有统一的规定。但人们为了分析和比较的需要，也有了一些大家认可的确定方法。A点叫起始分解温度，是TG曲线开始偏离基线点的温度；B点叫外延起始温度，是曲线下降段切线与基线延长线的交点。C点叫外延终止温度，是这条切线与最大失重线的交点。D点是TG曲线到达最大失重时的温度，叫终止温度。E、F、G分别为失重率为5%、10%、50%时的温度，失重率为50%的温度又称半寿温度。其中B点温度重复性最好，所以多采用此点温度表示材料的稳定性。当然也有采用A点的，但此点由于诸多因素一般很难确定。如果TG曲线下降段切线有时不好画时，美国ASTM规定把过5%与50%两点的直线与基线的延长线的交点定义为分解温度；国际标准局(ISO)规定，把失重20%和50%两点的直线与基线的延长线的交点定义为分解温度。

聚合物热稳定性的评价

评价聚合物热稳定性最简单、方便的方法，是做不同材料的TG曲线并画在一张图上比较。右图测定了五种聚合物的热重曲线，由图可知，PMMA、PE、PTFE都可以完全分解，但热稳定性依次增加。PVC稳定性较差，第一步失重阶段是脱HCl，发生在200～300℃，脱HCl后分子内形成共轭双键，热稳定性提高(TG曲线下降缓慢)，直至较高温度约420℃时大分子链断裂，形成第二次失重。PMMA分解温度低是分子链中叔碳和季碳原子的键易断裂所致，PTFE是由于链中C-F键键能大，故热稳定性大大提高。聚酰亚胺PI由于含有大量的芳杂环结构，需850℃才分解40%左右，热稳定性较强。 热重法的重要特点是定量性强，能准确地测量物质的质量变化及变化的速率，可以说，只要物质受热时发生重量的变化，就可以用热重法来研究其变化过程。热重法所测的性质包括腐蚀，高温分解，吸附 /解吸附，溶剂的损耗，氧化 /还原反应，水合 /脱水，分解，黑烟末等，目前广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。具体包括：

无机物、有机物及聚合物的热分解； 金属在高温下受各种气体的腐蚀过程； 固态反应； 矿物的煅烧和冶炼； 液体的蒸馏和汽化； 煤、石油和木材的热解过程； 含湿量、挥发物及灰分含量的测定； 升华过程； 脱水和吸湿； 爆炸材料的研究； 反应动力学的研究； 发现新化合物； 吸附和解吸； 催化活度的测定； 表面积的测定； 氧化稳定性和还原稳定性的研究； 反应机制的研究。 使样品处于程序控制的温度下,观察样品的质量随温度或时间的函数。广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。

测量物质的重量变化（在受控气氛内受温度变化）。所有塞塔拉姆天平都满足最高的精确度和稳定性标准。由热重分析仪(TGA) 所测的性质包括腐蚀，高温分解，吸附 /解吸附，溶剂的损耗，氧化 /还原反应，水合 /脱水，分解，黑烟末等

仪器特点：

温度范围: RT ～ 1000℃

加热与冷却速率快。

有效精度：1μg (内部精度: 01μg)

真空密封结构。

直接测定样品温度。

顶部装样设计,操作简易。

易与红外(FTIR)、气相质谱(QMS)、脉冲热分析(PulseTA) 及气相分析(GC)联用。

提供 c-DTA（计算型 DTA）功能（选件)

Super-Res（速率控制质量变化）功能（选件）

自动进样系统 ASC（选件）

TG 209 C 热重实验步骤

称取适当重量样品于坩埚中。

打开盖子 - 装入样品坩埚 - 关上盖子

在软件中设定温度程序与气氛等条件。

初始化工作条件，如气体流量、抽真空等。

开始测量。

实验结束后，使用 NETZSCH - Proteus 软件对原始数据进行分析。

该测试方法的最大优点是定量性强，并能准确地测定出物质的起始分解温度、分解速率，而且试样用量少，分辨率高。但热重法在测试过程中受影响的因素较多，如气氛流量、填充方式、试样粒度、升温速率以及试样量的多少，这些因素都会影响测试结果。为得到比较理想的测试结果，必须要研究各种影响因素的特点，针对各因素的特点采用不同的解决方法，使负面因素的影响减小到最低限度，保证测试结果的准确性。

实验结果与讨论

1升温速率

升温速率是影响TG曲线的主要因素之一，其对热分解的起始温度、终止温度和中间产物的检出都有着较大的影响。升温速率越慢， 特别是对多步失重的样品来说，分辨率就会提高，每步的失重过程就会在TG曲线上显示的比较清晰，但 最大的缺点就是测试太耗时。反之，升温速率越快，在TG曲线上邻近的两个失重平台区分越不明显

，如果试样在加热过程中生成中间产物，则在TG曲线上就很难检出。此外，升温速率如果快，试样的起始分解温度和终止分解温度也会随升温速率的增大而提高，从而使反应曲线向高温方向移动。这是由于升温速率越大，所产生的热滞后现象越严重而导致的。图1为某有机物样品在氮气流量为20ml/min，升温速率分别为10℃/min、20℃/min时的TG曲线。从图中可以看出，随着升温速率的增大，反应的起始温度和终止温度也增高，TG曲线向高温侧移动，产生滞后现象。这是因为传热需要一定的时间，当升温速率增加时，样品内部不能及时升温挥发和分解

。

设置测试的升温速率要根据客户的测试目的及样品的物理、化学性能而定。若是不了解其物化性能的样品，应采用较快的升温速率先测一次看其结果后再定待测样品的升温速率。而对于一些含能材料，由于其在一定温度下会发生激烈反应，所以在试样量较少的前提下，可适当提高升温速率。 总而言之，选择合适的升温速率是提高测试精度的一个关键因素。

2试样量

升温速率相同，试样用量越多，升温过程中试样内部的温度差就越大

。当发生分解反应时，若有吸热或放热现象，在反应过程中试样的温度偏差就越严重，从而引起的TG曲线畸变程度也越大；试样量太多，试样内部分解产生的气体产物难以逸出，会阻碍反应的顺畅进行。图2为升温速率在10℃/min，氮气流量为20ml/min，某有机物样品质量分别为5mg、10mg时测得的TG曲线。从图中可以看出，随着样品量的增多，TG曲线向高温方向移动，温度区间变宽。这是因为试样用量越大

，试样内部的温度梯度越大，当其表面达到分解温度后，要经过较长时间内部才能达到分解温度，导致炉子的程序控温与试样内部温度产生时间上的滞后，表现在TG曲线上就出现程序控温比实际的热分解温度偏高，曲线向高温方向偏移。同时，试样用量也会影响逸出气体在试样粒子间的空隙向外的扩散速度。样品的分解与气体挥发是同时进行的，采用较大的样品量时，热分解反应会产生较多的气体，这些气体需要较长的挥发时间，样品量的增加会增加气体的扩散阻力，在试样间隙和表面上形成一定分压，进而影响样品的分解，使样品的分解温度变高，从而使得TG曲线向高温移动。

为了得到一条好的曲线，必须要掌握样品的用量。根据实践经验，对于一些热感度较低的物质，失重率低的物质，样品用量可多些。而对于失重率高和反应比较剧烈的样品，用量绝对不能多，一般应控制在05mg以下，

否则不但会突然增重，引起曲线变形，重者还会损坏仪器。试样用量的多少，应控制在热重分析仪灵敏度范围内。

3气氛流量

热重法通常可在静态或动态气氛下进行测试。在静态气氛下，虽然随着温度的升高，反应速度加快，但由于试样周围的气体浓度增大，将阻止反应的继续，使反应速度反而减慢。为了获得重复性较好的试验结果，多数情况下都是做动态气氛下的热分析，它可以将反应生成的气体及时带走，有利于反应的顺利进行。同时气流增加了炉内气体的对流传热，导致试样升温及时，对程序升温的反应时间缩短。

4试样粒度

试样粒度对热传导、气体扩散有着较大的影响，例如，试样粒度不同，对气体产物扩散的影响也不同，因而会改变试样的反应速度，进而改变TG曲线的形状。试样的晶粒大可能会产生烧爆作用，从而使TG曲线上出现突然失重。试样粒度越小，达到温度平衡也，越快，对于给定的温度，分解程度也越大。一般说来，试样粒度越小，初始分解温度Ti和终止分解温度Tf都相应降低，反应区间变窄，试样颗粒度大往往得不到较好的TG曲线。为了得到较好的试验结果，要求试样粒度均匀。

5填充方式

实验证明，试样装填方式对TG曲线也有影响。一般来说，试样装填越紧密，试样颗粒间接触越好，越有利于热传导，因而温度滞后越小

。但试样装填越紧密，越不利于气氛向试样内扩散，不利于气氛与试样颗粒的接触，更严重的是阻碍了分解气体产物的扩散和逸出，从而影响热重分析的测试结果。

结论

本文探讨了影响热重分析结果的一些因素，目的在于在实际测量过程中，尽可能减小这些因素对TG曲线的影响，以提高热重分析的测试质量。所以必须要加强对热重分析技术的研究，发现产生热重分析系统误差的规律及其原因，并找到解决问题的方法。