Bevezetés
A modulált DSC-méréseket az átfedő hatások elkülönítésére használják. A mintát nemcsak lineáris fűtési sebességnek, hanem szinuszos hőmérséklet-változásoknak is kiteszik. Ez a módszer a hőáramlás úgynevezett fordított és nem fordított részének elkülönítéséhez vezet. A megfordító hatások a hőmérséklet függvényei, és a hőmérsékletváltozásokkal együtt oszcillálnak. A nem megfordító folyamatok az idő függvényei, és a teljes hőáram és a megfordító hőáram különbségeként számíthatók.
A modulált mérés három, a felhasználó által megválasztható paramétert tartalmaz:
- Az alapul szolgáló fűtési sebesség (K/percben)
- Az amplitúdó (K-ban)
- A rezgési periódus (s-ban)
A megfelelő fűtési sebesség és a megfelelő frekvencia szükséges ahhoz, hogy a szétválasztandó hatások elegendő oszcillációt tartalmazzanak a hatások jobb szétválasztásához. Ez szükséges feltétele a visszafordító és a nem visszafordító folyamatok jó elválasztásának. Mivel a hőáramú DSC-nek nehéz követnie a gyors fűtési sebességet rövid oszcillációkkal együtt, a modulált méréseket általában 5 K/percnél kisebb vagy azzal egyenlő fűtési sebességgel végzik.
Hőmérséklet moduláció nagy fűtési sebességgel
A P-modul kemence kis hőtömegének köszönhetően a hőáram DSC 300 Caliris® 10 K/perc fűtési sebességgel modulálható, rövid periódusokkal és nagy amplitúdókkal kombinálva a gyorsan elérhető és pontos eredmények érdekében.
A következőkben egy Hőmérséklet-modulált DSCA hőmérséklet-modulált DSC (TM-DSC) az azonos hőmérséklet-tartományban fellépő és a DSC-görbén átfedő többszörös hőhatások elkülönítésére szolgál.hőmérséklet-modulált DSC-mérést végzünk egy polisztirol mintán. Az 1. táblázat foglalja össze a vizsgálati feltételeket.
Táblázat: Mérési feltételek
| Készülék | DSC 300 Caliris® P-modullal |
|---|---|
| Tégely | Concavus® (alumínium, lyukacsos fedéllel lezárva) |
| A minta tömege | 5.25 mg |
| Hőmérséklet-tartomány | -20°C ro 150°C |
| Fűtési sebesség | 10 K/min |
| Időszak | 20 s |
| Amplitúdó | 1 K |
Mérési eredmények
A teljes mért hőáram (amely megfelel a hagyományos DSC-görbének) az 1. ábrán látható. A 84,5 °C-nál (középpont) észlelt endoterm lépés a polisztirol üvegesedésének köszönhető. Ez átfedésben van a 89,7°C-nál lévő RelaxációAmikor egy gumikeverékre állandó feszültséget alkalmazunk, a feszültség fenntartásához szükséges erő nem állandó, hanem idővel csökken; ezt a viselkedést nevezzük feszültségrelaxációnak. A feszültséglazulásért felelős folyamat lehet fizikai vagy kémiai, és normál körülmények között mindkettő egyszerre következik be. relaxációs csúccsal, amely a mintán belüli mechanikai feszültségek felszabadulásából ered. A két hatás csak akkor értékelhető, ha szétválasztjuk őket. Ez hőmérséklet-modulációval érhető el.
A 2. ábrán látható, hogy a hőmérséklet tökéletesen szabályozott a modulált mérés során: A 10 K/perc alapfűtési sebesség és az 1 K amplitúdó egyaránt minden nehézség nélkül tartható.
A teljes hőáram fordított és nem fordított jelekre történő szétválasztása a 3. ábrán látható. Az üveges átmenet a hőáram megfordító részében következik be, míg az irreverzibilis RelaxációAmikor egy gumikeverékre állandó feszültséget alkalmazunk, a feszültség fenntartásához szükséges erő nem állandó, hanem idővel csökken; ezt a viselkedést nevezzük feszültségrelaxációnak. A feszültséglazulásért felelős folyamat lehet fizikai vagy kémiai, és normál körülmények között mindkettő egyszerre következik be. relaxációs csúcs egy tipikus nem megfordító hatás. Most már mindkét hatás helyesen értékelhető: Az üvegesedést 89,1 °C-on (középpont), a RelaxációAmikor egy gumikeverékre állandó feszültséget alkalmazunk, a feszültség fenntartásához szükséges erő nem állandó, hanem idővel csökken; ezt a viselkedést nevezzük feszültségrelaxációnak. A feszültséglazulásért felelős folyamat lehet fizikai vagy kémiai, és normál körülmények között mindkettő egyszerre következik be. relaxációs csúcsot pedig 88,6 °C-on (csúcshőmérséklet) detektáltuk 2,3 J/g entalpiával.
Következtetés
A szokásosnál nagyobb fűtési sebességgel történő modulációnak köszönhetően a polisztirol üvegesedése gyorsan és pontosan értékelhető. A DSC 300 Caliris® P-modullal egyesíti a hőáramú DSC robusztusságát és a gyors, jól szabályozható kemence előnyeit, amely még a Hőmérséklet-modulált DSCA hőmérséklet-modulált DSC (TM-DSC) az azonos hőmérséklet-tartományban fellépő és a DSC-görbén átfedő többszörös hőhatások elkülönítésére szolgál.hőmérséklet-modulált DSC méréseket is lehetővé teszi nagy fűtési sebesség mellett.