Glossário

Medições de DSC com modulação de temperatura

Por que usamos o DSC com modulação de temperatura?

O DSC com modulação de temperatura (TM-DSC) é usado para separar vários efeitos térmicos que ocorrem na mesma faixa de temperatura e se sobrepõem na curva DSC.

Como isso funciona?

O aumento da temperatura não é mais linear, mas é uma função senoidal adicionada ao aquecimento subjacente:

Equação de DSC com modulação de temperatura que ilustra a relação entre temperatura, taxa de aquecimento e oscilações de temperatura para uma análise precisa.

Curva do histórico de temperatura do diamante mostrando o declínio do sinal de fase ao longo do tempo; a linha azul representa os dados medidos, a linha vermelha a curva ajustada.

A resposta ao sinal senoidal da temperatura é um sinal senoidal de DSC.

Gráfico de medição da tensão de escoamento ilustrando a tensão de cisalhamento vs. viscosidade de cisalhamento para creme para as mãos, mostrando as transições de comportamento de fluxo.

Instrumento DMA 242 E da NETZSCH, projetado para análise mecânica dinâmica, com um painel de controle de fácil utilização.

O fluxo total de calor _DSC0, que corresponde à curva DSC padrão sem modulação, pode ser separado em uma parte reversa e outra não reversa.

A parte reversa está relacionada apenas às alterações na capacidade térmica da amostra (transição vítrea, alterações estruturais).
A parte sem reversão fornece informações sobre processos dependentes do tempo (RelaxamentoQuando uma tensão constante é aplicada a um composto de borracha, a força necessária para manter essa tensão não é constante, mas diminui com o tempo; esse comportamento é conhecido como relaxamento de tensão. O processo responsável pelo relaxamento da tensão pode ser físico ou químico e, em condições normais, ambos ocorrerão ao mesmo tempo. relaxamento, CristalizaçãoA cristalização é o processo físico de endurecimento durante a formação e o crescimento de cristais. Durante esse processo, o calor da cristalização é liberado.cristalização, Cura (reações de reticulação)Traduzido literalmente, o termo "crosslinking" significa "rede cruzada". No contexto químico, ele é usado para reações nas quais as moléculas são unidas por meio da introdução de ligações covalentes e da formação de redes tridimensionais.cura, Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição, evaporação).

Exemplo: Determinação precisa da temperatura do ponto médio da transição vítrea

A figura a seguir mostra a medição de DSC em uma amostra de poliestireno. Uma transição vítrea é detectada. Sua temperatura de ponto médio não pode ser avaliada com precisão porque é sobreposta por um pico EndotérmicoUma transição de amostra ou uma reação é endotérmica se for necessário calor para a conversão.endotérmico devido à liberação de tensões mecânicas.

O gráfico DSC mostra medições com modulação de temperatura que ilustram a transição vítrea e o pico de relaxamento em uma amostra de poliestireno.

A medição com modulação de temperatura permite a separação dos dois efeitos: A transição vítrea é detectada no fluxo de calor reverso; o pico de RelaxamentoQuando uma tensão constante é aplicada a um composto de borracha, a força necessária para manter essa tensão não é constante, mas diminui com o tempo; esse comportamento é conhecido como relaxamento de tensão. O processo responsável pelo relaxamento da tensão pode ser físico ou químico e, em condições normais, ambos ocorrerão ao mesmo tempo. relaxamento no fluxo de calor não reverso.

Gráfico que representa os resultados de DSC com modulação de temperatura, destacando a transição vítrea a 105,1 °C e o pico de relaxamento a 105,6 °C.

Observação importante: "Reversão" não tem o mesmo significado que "reversível". Todos os efeitos irreversíveis de um ponto de vista físico (Cura (reações de reticulação)Traduzido literalmente, o termo "crosslinking" significa "rede cruzada". No contexto químico, ele é usado para reações nas quais as moléculas são unidas por meio da introdução de ligações covalentes e da formação de redes tridimensionais.cura, evaporação) são detectados no fluxo de calor não reversível. Mas o fluxo de calor não reversível também contém uma parte dos efeitos reversíveis (Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão). Por exemplo, o efeito de Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão é detectado tanto no fluxo de calor reversível quanto no não-reversível e, portanto, não pode ser separado por meio do TM-DSC.