Glossario
Misure DSC modulate in base alla temperatura
Perché usiamo il DSC a modulazione di temperatura?
Il DSC a modulazione di temperatura (TM-DSC) viene utilizzato per separare gli effetti termici multipli che si verificano nello stesso intervallo di temperatura e si sovrappongono nella curva DSC.
Come funziona?
L'aumento di temperatura non è più lineare, ma è una funzione sinusoidale che si aggiunge al riscaldamento sottostante:
La risposta al segnale sinusoidale della temperatura è un segnale DSC sinusoidale.
Il flusso di calore totale DSC0, che corrisponde alla curva DSC standard senza modulazione, può essere separato in una parte inversa e una non inversa.
- La parte inversa è legata solo alle variazioni di capacità termica del campione (transizione vetrosa, cambiamenti strutturali).
- La parte non inversa fornisce informazioni sui processi dipendenti dal tempo (RilassamentoQuando si applica una deformazione costante a una mescola di gomma, la forza necessaria per mantenere tale deformazione non è costante, ma diminuisce nel tempo; questo comportamento è noto come rilassamento delle sollecitazioni. Il processo responsabile del rilassamento delle tensioni può essere fisico o chimico e, in condizioni normali, si verificano entrambi contemporaneamente. rilassamento, CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione, indurimento, Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. decomposizione, evaporazione).
Esempio: Determinazione accurata della temperatura del punto medio di transizione vetrosa
La figura seguente mostra la misurazione DSC su un campione di polistirene. Viene rilevata una transizione vetrosa. La sua temperatura intermedia non può essere valutata con precisione perché è sovrapposta a un picco EndotermicoUna transizione campionaria o una reazione è endotermica se per la conversione è necessario il calore.endotermico dovuto al rilascio di tensioni meccaniche.
La misurazione a modulazione di temperatura consente di separare i due effetti: La transizione vetrosa viene rilevata nel flusso di calore inverso; il picco di RilassamentoQuando si applica una deformazione costante a una mescola di gomma, la forza necessaria per mantenere tale deformazione non è costante, ma diminuisce nel tempo; questo comportamento è noto come rilassamento delle sollecitazioni. Il processo responsabile del rilassamento delle tensioni può essere fisico o chimico e, in condizioni normali, si verificano entrambi contemporaneamente. rilassamento nel flusso di calore non inverso.
Osservazione importante: "Inversione" non ha lo stesso significato di "reversibile". Tutti gli effetti irreversibili dal punto di vista fisico (polimerizzazione, evaporazione) sono rilevati nel flusso di calore non invertito. Ma il flusso di calore non reversibile contiene anche una parte degli effetti reversibili (fusione). Ad esempio, l'effetto diTemperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione viene rilevato sia nel flusso di calore inverso che in quello non inverso e non può quindi essere separato mediante TM-DSC.