Introduction
Les mesures DSC modulées sont utilisées pour séparer les effets qui se chevauchent. L'échantillon est soumis non seulement à une vitesse de chauffage linéaire, mais aussi à des variations de température sinusoïdales. Cette méthode permet de séparer la partie du flux thermique qui s'inverse de celle qui ne s'inverse pas. Les effets d'inversion sont fonction de la température et oscillent avec les variations de température. Les processus de non-inversion sont fonction du temps et sont calculés comme la différence entre le flux thermique total et le flux thermique d'inversion.
Une mesure modulée contient trois paramètres à choisir par l'utilisateur :
- le taux de chauffage sous-jacent
- l'amplitude (en K)
- la période d'oscillation (en s)
Un taux de chauffage approprié et une fréquence suffisante sont nécessaires pour garantir que les effets à séparer contiennent suffisamment d'oscillations pour une meilleure séparation des effets. Il s'agit d'une condition nécessaire pour obtenir une bonne séparation des processus inverses et non inverses. Étant donné qu'il est difficile pour un DSC à flux thermique de suivre des vitesses de chauffage rapides avec des oscillations courtes, les mesures modulées sont généralement effectuées à des vitesses de chauffage inférieures ou égales à 5 K/min.
Grâce à la faible masse thermique du four, le DSC 214 Polyma à flux thermique est capable de moduler à des vitesses de chauffage de 10 K/min en combinaison avec des périodes courtes et des amplitudes élevées pour des résultats à la fois rapides et précis.
Conditions d'essai
Un échantillon de polystyrène a été préparé dans une casserole Concavus® et mesuré avec le DSC 214 Polyma. Ce polymère a été chauffé à 150°C à une vitesse de 10 K/min. Des oscillations d'une période de 20 s et d'une amplitude de 1 K ont été utilisées comme paramètres de modulation. Seule une quantité de polymère de small (2,36 mg) a été utilisée, afin d'assurer une distribution homogène de la température au sein de l'échantillon malgré les oscillations rapides et l'amplitude élevée.
Résultats des tests
Le flux thermique total mesuré (qui correspond à une courbe DSC conventionnelle) est représenté dans la figure 1. L'étape EndothermiqueUne transition d'échantillon ou une réaction est endothermique si la conversion nécessite de la chaleur.endothermique détectée à 102°C (point médian) est due à la transition vitreuse du polystyrène. Il se superpose à un pic de relaxation à 108°C résultant de la libération de la tension mécanique au sein de l'échantillon. Les deux effets ne peuvent être évalués que s'ils sont séparés. Ceci peut être réalisé en utilisant la modulation de température.
La figure 2 montre que la température est parfaitement contrôlée pendant la mesure modulée : la vitesse de chauffage sous-jacente de 10 K/min ainsi que l'amplitude de 1 K sont toutes deux maintenues sans difficulté.
La séparation du flux thermique total en signaux inverses et non inverses est illustrée à la figure 3. La transition vitreuse se produit dans la partie inversée du flux thermique, tandis que le pic de relaxation irréversible est un effet non inversé typique. Les deux effets peuvent maintenant être correctement évalués : la transition vitreuse a été détectée à 105,1°C (point médian) et le pic de relaxation à 105,6°C (température de pointe) avec une enthalpie de 1,2 J/g.
Conclusion
Grâce à la modulation, quelques minutes suffisent pour évaluer avec précision la transition vitreuse du polystyrène. Le DSC 214 Polyma combine la robustesse d'un DSC à flux thermique et les avantages d'un four rapide et bien contrôlé, permettant même des mesures DSC à modulation de températureLa DSC à modulation de température (TM-DSC) est utilisée pour séparer les effets thermiques multiples qui se produisent dans la même plage de température et se chevauchent dans la courbe DSC.DSC à modulation de température à des vitesses de chauffage élevées.