Bevezetés
Eddig a poliolefinek IzotermikusAz ellenőrzött és állandó hőmérsékleten végzett vizsgálatokat izotermikusnak nevezzük.izotermikusKristályosodásA kristályosodás a kristályok kialakulása és növekedése során végbemenő fizikai folyamat. E folyamat során kristályosodási hő szabadul fel.kristályosodását nem volt könnyű mérni hőáramú DSC-kkel a gyors reakciók miatt. Ha a KristályosodásA kristályosodás a kristályok kialakulása és növekedése során végbemenő fizikai folyamat. E folyamat során kristályosodási hő szabadul fel.kristályosodás izoterm hőmérséklete nem érhető el elég gyorsan, a polimer a hűtés során kristályosodik. Ráadásul a programozott IzotermikusAz ellenőrzött és állandó hőmérsékleten végzett vizsgálatokat izotermikusnak nevezzük.izotermikus szakasz alatti, akár rövid hőmérséklet-alulmúlás is akaratlanul kiváltaná a KristályosodásA kristályosodás a kristályok kialakulása és növekedése során végbemenő fizikai folyamat. E folyamat során kristályosodási hő szabadul fel.kristályosodás megindulását. A gyors hűtési sebesség és a célhőmérsékleten való gyors, aláhűtés nélküli egyensúlyozás kombinációja miatt a teljesítménykompenzált DSC-k jobban alkalmasak az ilyen típusú mérésekhez, mint a hőáramú DSC-k.
A DSC 214 PolymaArena® kemencéjének kis hőtömegének köszönhetően ez az első DSC, amely egyesíti a hőáramú DSC robusztusságát és könnyű kezelhetőségét a teljesítménykompenzált DSC gyors fűtési és hűtési lehetőségeivel.
LDPE izotermikus kristályosítása
A DSC 214 Polyma készüléket az LDPE IzotermikusAz ellenőrzött és állandó hőmérsékleten végzett vizsgálatokat izotermikusnak nevezzük.izotermikusKristályosodásA kristályosodás a kristályok kialakulása és növekedése során végbemenő fizikai folyamat. E folyamat során kristályosodási hő szabadul fel.kristályosodásának vizsgálatára használták különböző hőmérsékleteken. Megfelelő szabályozási paramétereket használtunk a gyors lehűlésből az izoterm szakaszba való átmenet optimalizálása érdekében.
A 3,04 mg tömegű mintát 150 °C-ra melegítettük 20 K/perc sebességgel. A 2 perces izotermia után a polimert nyolc különböző hőmérsékletre hűtöttük 101,5°C és 98,5°C között, az egyes hőmérsékleteket egymástól 0,5°C-kal elválasztva. A mintát ezután a célhőmérsékleten tartottuk az exoterm kristályosodási reakció végéig.
Az 1. ábrán a 150°C-ról 101,5°C-ra történő hűtés hőmérsékletprofilja látható. Látható, hogy a célhőmérsékletet gyorsan, alulmúlás nélkül érjük el, és hogy a teljes izoterm szakasz alatt stabil marad.
A 2. ábrán a 101,5 °C és 98,5 °C közötti izoterm nyolc hőmérsékleten az izotermák izotermájának eredményül kapott DSC-korongja látható.
A mérések izoterm szakasza során észlelt exoterm csúcs a polietilén KristályosodásA kristályosodás a kristályok kialakulása és növekedése során végbemenő fizikai folyamat. E folyamat során kristályosodási hő szabadul fel.kristályosodásából származik. A reakció a várakozásoknak megfelelően a célhőmérséklet csökkenésével korábban következik be. A csúcs meredeksége az izoterma hőmérsékletének csökkenésével nagyobb. Ez a gyorsabb reakciósebességnek köszönhető.
Az izotermák hőmérséklete közötti mindössze 0,5°C-os különbség nagy különbséget eredményez a kapott DSC-kristályosodási görbékben, ami a hőmérsékletnek a reakcióra gyakorolt erős befolyására utal. Egy akár csak néhány tized fokos alulhőmérséklet is akaratlanul elindítja a reakciót. Ezért a hőmérsékletet jól kell szabályozni a hűtésből az izoterm szakaszba való átmenet során.
A DSC görbéktől a kristályosodási reakció aktiválási energiájának meghatározásáig
A kinetikai vizsgálatot az ASTM E2070-13 szabvány szerint végezték (vizsgálati módszer - Time-to-Event), ahol az állandó konverzió és a T IzotermikusAz ellenőrzött és állandó hőmérsékleten végzett vizsgálatokat izotermikusnak nevezzük.izotermikus hőmérséklet mellett eltelt időt és az E aktiválási energiát a következő egyenlet alapján határozzák meg:
In[Δ] = E/RT + b, ahol R = 8,31 J/(K∙mol)
Az In [Δt]=f(1/T) görbe E/R meredeksége felhasználható a reakció aktiválási energiájának meghatározására.
Az izoterma kezdete és a csúcsmaximum között eltelt időt minden hőmérsékleten meghatároztuk. Minden egyes pontot az In(idő) grafikonon ábrázoltunk az 1/T függvényében. A trendvonal meredeksége lehetővé teszi a reakció aktiválási energiájának meghatározását. Itt ez 434 kJ/mol volt.
