はじめに
定義された加熱速度と冷却速度は、DSC測定において重要なパラメータである。国際規格では、熱力学的平衡を目指す場合、10 K/分または20 K/分の加熱速度を推奨しています（ISO 11357、DIN 53765、ASTM E793、ASTM E794）。これとは対照的に、ポリマー加工における品質管理と品質保証の目的は、より高い加熱速度（例えば40 K/min）によって意味のある測定結果をより速く得ることである。主な目的は、不合格品の電流測定を対照品と比較することです。
PBTの例を用いた加熱・冷却速度の影響
図1は、ポリブチレンテレフタレート（PBT）の加熱速度増加時の溶融挙動を示している。測定は DSC 204 F1 Phoenix®で窒素雰囲気下で行った。半結晶PBTの加熱速度が40 K/分と比較的速い場合、結晶粒径が小さい場合に見られるß相の一般的な融解は見られなくなり、主融解ピーク（ここでは228℃）のみが見られる。材料の同定を試みた場合、ここでは問題の材料がポリアミド（PA 6）であると誤って想定される可能性がある。10K/分という低い加熱速度では、すでに217℃のメインピークからß相がはっきりと分離している。これはPBTでは一般的で、PA6では起こらない。
イントラクーラーを用いて融液からの冷却を制御すると、PBTの結晶化挙動が得られる（図2）。冷却速度が増加するにつれて、結晶化開始温度（外挿終了温度、右から左への方向）と結晶化ピーク温度の両方が低い値にシフトする（図3）。冷却速度が増加すると、結晶化ピークは大きくなるだけでなく、より広い温度範囲に広がる。射出成形では、かなり高い冷却速度が採用されますが、DSCは、いつ、あるいはどの温度で、部品を金型から安全に、歪みの危険なく離型できるかという重要な情報をもたらします。
概要
オペレーターは、高い加熱速度で温度キャリブレーションを実施し、高い値での融解ピーク温度のシフトを記録しますが、実際のポリマー試料でのDSC測定が望ましい結果をもたらさないことに驚かされることがよくあります。加熱速度が速いと熱作用がずれるため、個々のピークや融解相を確実に分離できなくなります。冷却速度も結晶化挙動に影響を与えます。冷却速度が速いと結晶化が遅れますが、製造プロセスの最適化に役立ちます。