Inleiding
We komen siliconen, ook wel polysiloxanen genoemd, elke dag tegen zonder dat we er iets van merken. Siliconenrubbers bijvoorbeeld beschermen auto-elektronica tegen vocht en vervuiling, in wasmachines voorkomen ze dat het sop gaat schuimen, in shampoos geven ze het haar een zijdeachtige glans en als siliconenharsverf houden ze metselwerk waterafstotend terwijl ze tegelijkertijd waterdamp en kooldioxide uit het interieur doorlaten. Maar siliconen worden ook aangetroffen in andere toepassingen die een hoge weerstand vereisen, zoals in de medische technologie als zuiver materiaal in medische buisjes, wondkussens of orthopedische producten, en in elektrische apparatuur als veilig afdichtings- en isolatiemateriaal.
Siliconen zijn moleculen met lange ketens die O-Si bindingen bevatten. Afhankelijk van hun moleculaire massa en de uithardingsgraad kunnen ze worden gevonden als vloeistoffen, gels of elastomeren [1, 2]. Deze grote verscheidenheid aan polysiloxanen gaat gepaard met zeer verschillende eigenschappen, dus is het belangrijk om ze te karakteriseren.
DSC-meetparameters
DSC is bijzonder geschikt voor het analyseren van het gedrag van siliconen bij lage temperaturen. In het volgende worden de thermische eigenschappen van een siliconenmateriaal bepaald. Hiertoe wordt een DSC-meting uitgevoerd, zoals beschreven in tabel 1.
Tabel 1: Meetomstandigheden
| Apparaat | DSC 300 Caliris®, P-module |
| Monstermassa | 8.75 mg |
| Kroes | Concavus® (aluminium) met doorboord deksel |
| Temperatuurbereik | -170 °C tot 100 °C |
| Verwarmingssnelheid | 10 K/min |
| Atmosfeer | Stikstof (40 ml/min) |
Meetresultaten
Figuur 1 toont de resulterende DSC-curve. De endotherme stap die wordt waargenomen bij -117,6 °C (middelpunt) is te wijten aan de glasovergang van het materiaal. Deze wordt geassocieerd met een verandering in Specifieke warmtecapaciteit (cp)Warmtecapaciteit is een materiaalspecifieke fysische grootheid, bepaald door de hoeveelheid warmte die aan een proefstuk wordt toegevoerd, gedeeld door de resulterende temperatuurstijging. De specifieke warmtecapaciteit is gerelateerd aan een massa-eenheid van het proefstuk.specifieke warmtecapaciteit van 0,24 J/(g-K). Tussen -100°C en -30°C vinden twee verschillende effecten plaats. Ten eerste treedt de exotherme piek op bij -85,0 °C, wat een Postkristallisatie (koude kristallisatie)De postkristallisatie van semikristallijne kunststoffen treedt voornamelijk op bij verhoogde temperaturen en een verhoogde moleculaire mobiliteit boven de glasovergang.postkristallisatie-effect is. Dit treedt op boven de glasovergangstemperatuur, wanneer de polymeerketens vrij kunnen bewegen en dus kunnen kristalliseren. Ten tweede vertegenwoordigt de endotherme piek bij -46,4 °C bij toenemende temperatuur het Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt). smelten van de kristallijne fase.
Samenvatting
Dankzij zijn materiaaleigenschappen is siliconen goed bestand tegen hoge temperaturen. Daarom kan het ook worden gebruikt voor verschillende toepassingen in een breder temperatuurbereik. Uit het DSC-onderzoek blijkt echter dat deze resultaten cruciaal zijn voor het toepassingsgebied van dit materiaal bij lage temperaturen: Het zal zich bij kamertemperatuur heel anders gedragen dan bij een temperatuur onder het smelteffect of de glasovergang.