Glosario

Mediciones DSC moduladas por temperatura

¿Por qué utilizamos el DSC de temperatura modulada?

El DSC de temperatura modulada (TM-DSC) se utiliza para separar múltiples efectos térmicos que se producen en el mismo intervalo de temperatura y se solapan en la curva DSC.

¿Cómo funciona?

El aumento de temperatura ya no es lineal, sino que es una función sinusoidal añadida al calentamiento subyacente:

Ecuación DSC de temperatura modulada que ilustra la relación entre temperatura, velocidad de calentamiento y oscilaciones de temperatura para un análisis preciso.

Curva histórica de temperatura del diamante que muestra la disminución de la señal de fase con el tiempo; la línea azul representa los datos medidos, la línea roja la curva ajustada.

La respuesta a la señal sinusoidal de la temperatura es una señal DSC sinusoidal.

Gráfico de medición del límite elástico que ilustra el esfuerzo de cizallamiento frente a la viscosidad de cizallamiento de la crema de manos, mostrando las transiciones del comportamiento de flujo.

Instrumento DMA 242 E de NETZSCH, diseñado para el análisis mecánico dinámico, con un panel de control de fácil manejo.

El flujo de calor total _DSC0, que corresponde a la curva DSC estándar sin modulación, puede separarse en una parte reversible y otra no reversible.

La parte inversa está relacionada únicamente con los cambios en la capacidad calorífica de la muestra (transición vítrea, cambios estructurales).
La parte no reversible proporciona información sobre los procesos dependientes del tiempo (RelajaciónCuando se aplica una tensión constante a un compuesto de caucho, la fuerza necesaria para mantener esa tensión no es constante, sino que disminuye con el tiempo; este comportamiento se conoce como relajación de tensiones. El proceso responsable de la relajación de tensiones puede ser físico o químico y, en condiciones normales, ambos ocurrirán al mismo tiempo. relajación, 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, Curado (reacciones de reticulación)Traducido literalmente, el término "reticulación" significa "creación de redes cruzadas". En el contexto químico, se utiliza para designar reacciones en las que las moléculas se unen introduciendo enlaces covalentes y formando redes tridimensionales.curado, Reacción de descomposiciónUna reacción de descomposición es una reacción inducida térmicamente de un compuesto químico que forma productos sólidos y/o gaseosos. descomposición, evaporación).

Ejemplo: Determinación precisa de la temperatura del punto medio de transición vítrea

La siguiente figura muestra la medición DSC en una muestra de poliestireno. Se detecta una transición vítrea. Su temperatura en el punto medio no puede evaluarse con precisión porque se solapa con un pico EndotérmicoUna transición de muestra o una reacción es endotérmica si se necesita calor para la conversión.endotérmico debido a la liberación de tensiones mecánicas.

El gráfico DSC muestra mediciones moduladas por temperatura que ilustran la transición vítrea y el pico de relajación en una muestra de poliestireno.

La medición con modulación de temperatura permite separar ambos efectos: La transición vítrea se detecta en el flujo de calor inverso; el pico de RelajaciónCuando se aplica una tensión constante a un compuesto de caucho, la fuerza necesaria para mantener esa tensión no es constante, sino que disminuye con el tiempo; este comportamiento se conoce como relajación de tensiones. El proceso responsable de la relajación de tensiones puede ser físico o químico y, en condiciones normales, ambos ocurrirán al mismo tiempo. relajación, en el flujo de calor no inverso.

Gráfico que representa los resultados del DSC con modulación de temperatura, destacando la transición vítrea a 105,1°C y el pico de relajación a 105,6°C.

Observación importante: "Reversible" no tiene el mismo significado que "reversible". Todos los efectos irreversibles desde un punto de vista físico (Curado (reacciones de reticulación)Traducido literalmente, el término "reticulación" significa "creación de redes cruzadas". En el contexto químico, se utiliza para designar reacciones en las que las moléculas se unen introduciendo enlaces covalentes y formando redes tridimensionales.curado, evaporación) se detectan en el flujo de calor no reversible. Pero el flujo de calor no reversible también contiene una parte de los efectos reversibles (fusión). Por ejemplo, el efecto de fusión se detecta tanto en el flujo de calor reversible como en el no reversible, por lo que no puede separarse mediante TM-DSC.