Introduktion
Indtil nu har IsotermiskTest ved kontrolleret og konstant temperatur kaldes isotermiske.isotermisk KrystalliseringKrystallisering er den fysiske hærdningsproces under dannelse og vækst af krystaller. Under denne proces frigives krystallisationsvarme.krystallisering af polyolefiner ikke været let at måle i heat-flux DSC'er på grund af de hurtige reaktioner. Hvis den isotermiske krystalliseringstemperatur ikke opnås hurtigt nok, krystalliserer polymeren under afkøling. Desuden vil selv en kort temperaturunderskridelse under det programmerede isotermiske segment utilsigtet fremkalde starten på KrystalliseringKrystallisering er den fysiske hærdningsproces under dannelse og vækst af krystaller. Under denne proces frigives krystallisationsvarme.krystallisering. Denne kombination af hurtige afkølingshastigheder og hurtig ækvilibrering ved måltemperaturen uden underskridelse gjorde effektkompenserede DSC'er bedre egnede end varmeflux-DSC'er til denne type målinger.
Takket være den lave termiske masse i Arena® ovnen i DSC 214 Polyma er det den første DSC, der kombinerer robusthed og nem håndtering af en heat-flux DSC med hurtige opvarmnings- og afkølingsmuligheder i en effektkompenseret DSC.
Isotermisk krystallisering af LDPE
DSC 214 Polyma blev brugt til at udføre test af IsotermiskTest ved kontrolleret og konstant temperatur kaldes isotermiske.isotermisk KrystalliseringKrystallisering er den fysiske hærdningsproces under dannelse og vækst af krystaller. Under denne proces frigives krystallisationsvarme.krystallisering ved forskellige temperaturer på LDPE. Der blev anvendt korrekte reguleringsparametre for at optimere overgangen fra en hurtig afkøling til det isotermiske segment.
Prøven på 3,04 mg blev opvarmet til 150 °C ved 20 K/min. Efter en 2-minutters isoterm blev polymeren afkølet til otte forskellige temperaturer mellem 101,5 °C og 98,5 °C, hvor hver temperatur var adskilt fra hinanden med 0,5 °C. Prøven blev derefter holdt ved måltemperaturen, indtil den eksoterme krystallisationsreaktion var slut.
I figur 1 ses temperaturprofilen for nedkølingen fra 150 °C til 101,5 °C. Den viser, at måltemperaturen hurtigt opnås uden underskridelse, og at den forbliver stabil under hele det isotermiske segment.
Den resulterende DSC-cuve af de isotermiske segmenter ved de otte temperaturer i isotermen mellem 101,5 °C og 98,5 °C er vist i figur 2.
Den eksotermiske top, der blev registreret under det isotermiske segment af målingerne, skyldes KrystalliseringKrystallisering er den fysiske hærdningsproces under dannelse og vækst af krystaller. Under denne proces frigives krystallisationsvarme.krystallisering af polyethylen. Som forventet sker reaktionen tidligere med faldende måltemperaturer. Toppens hældning er højere med faldende temperatur på isotermen. Dette skyldes en hurtigere reaktionshastighed.
En forskel på kun 0,5 °C mellem isotermens temperatur fører til stor forskel i de resulterende DSC-krystallisationskurver, hvilket indikerer en stærk indflydelse af temperaturen på reaktionen. En underskridelse, selv på kun nogle tiendedele af en grad, vil starte reaktionen ufrivilligt. Derfor skal temperaturen være velkontrolleret under skiftet fra køling til det isotermiske segment.
Fra DSC-kurver til bestemmelse af aktiveringsenergien i krystalliseringsreaktionen
En kinetisk undersøgelse blev udført i henhold til ASTM-standard E2070-13 (testmetode - Time-to-Event), hvor den forløbne tid ved en konstant omdannelse og ved IsotermiskTest ved kontrolleret og konstant temperatur kaldes isotermiske.isotermisk temperatur T og aktiveringsenergien E er relateret til følgende ligning:
In[Δ] = E/RT + b, hvor R = 8,31 J/(K∙mol)
Hældningen E/R af kurven In [Δt]=f(1/T) kan bruges til at bestemme aktiveringsenergien for reaktionen.
Den tid, der gik mellem isotermens begyndelse og toppunktet, blev bestemt for hver temperatur. Hvert punkt blev indtegnet i grafen In(tid) som en funktion af 1/T. Trendlinjens hældning gør det muligt at bestemme aktiveringsenergien for reaktionen. Her udgjorde den 434 kJ/mol.
