Bevezetés
A modulált DSC-méréseket az átfedő hatások elkülönítésére használják. A mintát nemcsak lineáris fűtési sebességnek, hanem szinuszos hőmérséklet-változásnak 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
- 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 szétválasztásának. 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.
A kemence kis hőtömegének köszönhetően a hőáramú DSC 214 Polyma képes 10 K/perc fűtési sebességgel modulálni, rövid periódusokkal és nagy amplitúdókkal kombinálva a gyorsan elérhető és pontos eredmények érdekében.
Vizsgálati feltételek
Egy polisztirol mintát készítettünk egy Concavus® serpenyőben, és a DSC 214 Polyma készülékkel mértük. Ezt a polimert 150 °C-ra melegítettük 10 K/perc sebességgel. Modulációs paraméterként 20 s periódusú és 1 K amplitúdójú oszcillációkat használtunk. A polimerből csak small mennyiséget (2,36 mg) használtunk, hogy a gyors oszcillációk és a nagy amplitúdó ellenére homogén hőmérsékleteloszlást biztosítsunk a mintán belül.
Teszteredmények
A teljes mért hőáram (amely megfelel a hagyományos DSC-görbének) az 1. ábrán látható. A 102 °C-nál (középpont) észlelt endoterm lépcsőfok a polisztirol üvegesedésének köszönhető. Ez átfedésben van a 108°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 feszültség felszabadulásából ered. A két hatás csak akkor értékelhető, ha szétválasztjuk őket. Ez hőmérséklet-modulációval érhető el.
A 2. ábra azt mutatja, hogy a hőmérsékletet tökéletesen szabályozzák a modulált mérés során: a 10 K/perc alapfűtési sebességet és az 1 K amplitúdót egyaránt gond nélkül tartják.
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 105,1 °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 105,6 °C-on (csúcshőmérséklet) észleltük 1,2 J/g entalpiával.
Következtetés
A modulációnak köszönhetően mindössze néhány perc szükséges a polisztirol üvegesedésének pontos értékeléséhez. A DSC 214 Polyma egyesíti a hőáramú DSC robusztusságát és a gyors, jól szabályozható kemence előnyeit, még nagy fűtési sebesség mellett is lehetővé teszi 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.