Słowniczek
Pomiary DSC z modulacją temperatury
Dlaczego używamy DSC z modulacją temperatury?
DSC z modulacją temperatury (TM-DSC) służy do oddzielania wielu efektów termicznych, które występują w tym samym zakresie temperatur i nakładają się na krzywą DSC.
Jak to działa?
Wzrost temperatury nie jest już liniowy, ale jest funkcją sinusoidalną dodaną do podstawowego ogrzewania:
Odpowiedzią na sinusoidalny sygnał temperatury jest sinusoidalny sygnał DSC.
Całkowity przepływ ciepła DSC0, który odpowiada standardowej krzywej DSC bez modulacji, można podzielić na część odwracającą i nieodwracającą.
- Część odwracająca jest związana tylko ze zmianami pojemności cieplnej próbki (zeszklenie, zmiany strukturalne).
- Część nieodwracająca dostarcza informacji o procesach zależnych od czasu (relaksacja, KrystalizacjaKrystalizacja to fizyczny proces twardnienia podczas tworzenia i wzrostu kryształów. Podczas tego procesu uwalniane jest ciepło krystalizacji.krystalizacja, Utwardzanie (reakcje sieciowania)W dosłownym tłumaczeniu termin "sieciowanie" oznacza "tworzenie sieci". W kontekście chemicznym stosuje się go do reakcji, w których cząsteczki są łączone ze sobą poprzez wprowadzenie wiązań kowalencyjnych i tworzenie trójwymiarowych sieci. utwardzanie, Reakcja rozkładuReakcja rozkładu to wywołana termicznie reakcja związku chemicznego tworząca produkty stałe i/lub gazowe. rozkład, parowanie).
Przykład: Dokładne określenie temperatury punktu środkowego zeszklenia
Poniższy rysunek przedstawia pomiar DSC próbki polistyrenu. Wykryto Temperatura zeszkleniaPrzejście szkliste jest jedną z najważniejszych właściwości materiałów amorficznych i półkrystalicznych, np. szkieł nieorganicznych, metali amorficznych, polimerów, farmaceutyków i składników żywności itp. i opisuje obszar temperatury, w którym właściwości mechaniczne materiałów zmieniają się z twardych i kruchych na bardziej miękkie, odkształcalne lub gumowate.przejście szkliste. Jego temperatura w punkcie środkowym nie może być dokładnie oceniona, ponieważ nakłada się na nią pik EndotermicznyPrzemiana próbki lub reakcja jest endotermiczna, jeśli do konwersji potrzebne jest ciepło.endotermiczny spowodowany uwolnieniem naprężeń mechanicznych.
Pomiar z modulacją temperatury pozwala na rozdzielenie tych dwóch efektów: Punkt przecięciaW teście reologicznym, takim jak przemiatanie częstotliwości lub przemiatanie czas/temperatura, punkt przecięcia jest wygodnym punktem odniesienia wskazującym punkt "przejścia" próbki.Przejście szkliste jest wykrywane w odwróconym przepływie ciepła; szczyt relaksacji w nieodwróconym przepływie ciepła.
Ważna uwaga: "Odwracalny" nie ma takiego samego znaczenia jak "odwracalny". Wszystkie nieodwracalne efekty z fizycznego punktu widzenia (Utwardzanie (reakcje sieciowania)W dosłownym tłumaczeniu termin "sieciowanie" oznacza "tworzenie sieci". W kontekście chemicznym stosuje się go do reakcji, w których cząsteczki są łączone ze sobą poprzez wprowadzenie wiązań kowalencyjnych i tworzenie trójwymiarowych sieci. utwardzanie, parowanie) są wykrywane w nieodwracającym przepływie ciepła. Jednak nieodwracający przepływ ciepła zawiera również część efektów odwracalnych (Temperatury i entalpie topnieniaEntalpia syntezy substancji, znana również jako ciepło utajone, jest miarą nakładu energii, zazwyczaj ciepła, która jest niezbędna do przekształcenia substancji ze stanu stałego w ciekły. Temperatura topnienia substancji to temperatura, w której zmienia ona stan ze stałego (krystalicznego) na ciekły (stopiony izotropowo). topnienie). Na przykład efekt topnienia jest wykrywany zarówno w odwracającym, jak i nieodwracającym przepływie ciepła, a zatem nie można go oddzielić za pomocą TM-DSC.