Introducción
Las velocidades de calentamiento y enfriamiento definidas son parámetros importantes para las mediciones DSC. Las normas internacionales recomiendan una velocidad de calentamiento de 10 K/min o 20 K/min (ISO 11357, DIN 53765, ASTM E793, ASTM E794) cuando se busca el equilibrio termodinámico. En cambio, el objetivo del control y la garantía de calidad en el procesamiento de polímeros es obtener resultados de medición significativos más rápidamente mediante velocidades de calentamiento más elevadas (por ejemplo, 40 K/min). El objetivo principal es comparar una medición de corriente en una pieza rechazada con una pieza de control.
Influencia de las velocidades de calentamiento y enfriamiento utilizando el ejemplo de PBT
La figura 1 muestra el comportamiento de fusión del tereftalato de polibutileno (PBT) a una velocidad de calentamiento creciente. Las mediciones se realizaron con el DSC 204 F1 Phoenix® en atmósfera de nitrógeno. La velocidad de calentamiento relativamente alta de 40 K/min para el PBT semicristalino ya no muestra la fusión típica de la fase ß observada en cristalitos más pequeños, sino sólo el pico de fusión principal (aquí a 228°C). Si se intenta identificar el material, podría suponerse erróneamente que se trata de poliamida (PA 6). La velocidad de calentamiento más baja de 10 K/min ya muestra la fase ß claramente separada del pico principal a 217°C; esto es típico del PBT y no ocurre con la PA6.
El enfriamiento controlado de la masa fundida realizado con el intraenfriador muestra el comportamiento de CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización.cristalización del PBT (figura 2). A medida que aumenta la velocidad de enfriamiento, tanto el inicio de la solidificación (extremo extrapolado, dirección de visión de derecha a izquierda) como el pico de temperatura de CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización.cristalización se desplazan hacia valores más bajos (figura 3). A medida que aumenta la velocidad de enfriamiento, el pico de CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización.cristalización no sólo se hace más grande, sino que también se extiende a través de un rango de temperatura más amplio. Aunque en el moldeo por inyección se emplean velocidades de enfriamiento considerablemente más altas, el DSC proporciona información importante sobre cuándo o a qué temperatura se puede desmoldar la pieza de la herramienta de forma segura y sin peligro de distorsión.
Resumen
El operador lleva a cabo la calibración de la temperatura a velocidades de calentamiento más altas y registra un desplazamiento de la temperatura del pico de fusión a valores más altos, pero a menudo se sorprende de que la medición DSC en la muestra de polímero real no proporcione el resultado deseado. La alta velocidad de calentamiento provoca el desplazamiento de los efectos térmicos; los picos individuales o las fases de fusión ya no pueden separarse de forma fiable. La velocidad de enfriamiento también influye en el comportamiento de CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización.cristalización. Las velocidades de enfriamiento rápidas provocan un retraso en la CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización. cristalización, pero sirven para optimizar los procesos de producción.