Introducere
Până în prezent, cristalizarea izotermă a poliolefinelor nu a fost ușor de măsurat în DSC cu flux termic din cauza reacțiilor rapide. Dacă temperatura izotermă de CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare nu este atinsă suficient de repede, polimerul cristalizează în timpul răcirii. În plus, o temperatură chiar și scurtă sub segmentul izoterm programat ar induce în mod neintenționat începutul cristalizării. Această combinație de viteze rapide de răcire și de echilibrare rapidă la temperatura țintă, fără temperaturi scăzute, a făcut ca DSC-urile cu putere compensată să fie mai potrivite decât DSC-urile cu flux termic pentru acest tip de măsurători.
Datorită masei termice reduse a cuptorului Arena® al DSC 214 Polyma, acesta este primul DSC care combină robustețea și manevrarea ușoară a unui DSC cu flux termic cu posibilitățile rapide de încălzire și răcire ale unui DSC cu compensare de putere.
Cristalizarea izotermă a LDPE
DSC 214 Polyma a fost utilizat pentru a efectua teste de CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare izotermă la diferite temperaturi pe LDPE. Au fost utilizați parametri de reglare adecvați pentru a optimiza tranziția de la o răcire rapidă la segmentul izoterm.
Proba de 3,04 mg a fost încălzită la 150°C cu 20 K/min. După o izotermă de 2 minute, polimerul a fost răcit la opt temperaturi diferite între 101,5°C și 98,5°C, fiecare temperatură fiind separată de cealaltă cu 0,5°C. Proba a fost apoi menținută la temperatura țintă până la sfârșitul reacției exotermice de CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare.
În figura 1 este prezentat profilul de temperatură al răcirii de la 150°C la 101,5°C. Acesta arată că temperatura țintă este atinsă rapid, fără subeșec, și că rămâne stabilă pe parcursul întregului segment izoterm.
Cuvele DSC rezultate din segmentele izoterme la cele opt temperaturi ale izotermei între 101,5°C și 98,5°C sunt prezentate în figura 2.
Picul ExotermicO tranziție de probă sau o reacție este exotermă dacă generează căldură. exotermal detectat în timpul segmentului izoterm al măsurătorilor rezultă din cristalizarea polietilenei. După cum era de așteptat, reacția are loc mai devreme odată cu scăderea temperaturii țintă. Panta vârfului este mai mare odată cu scăderea temperaturii izotermei. Acest lucru se datorează unei viteze de reacție mai mari.
O diferență de numai 0,5°C între temperatura izotermei duce la diferențe mari în curbele de CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare DSC rezultate, indicând o influență puternică a temperaturii asupra reacției. O temperatură inferioară, chiar și de numai câteva zecimi de grad, ar declanșa reacția involuntar. Acesta este motivul pentru care temperatura trebuie să fie bine controlată în timpul trecerii de la răcire la segmentul izoterm.
De la curbele DSC la determinarea energiei de activare a reacției de cristalizare
A fost efectuat un studiu cinetic în conformitate cu standardul ASTM E2070-13 (metodă de testare - Time-to-Event), în care timpul scurs la o conversie constantă și la o temperatură izotermă T și energia de activare E sunt legate de următoarea ecuație:
In[Δ] = E/RT + b, unde R = 8,31 J/(K∙mol)
Panta E/R a curbei In [Δt]=f(1/T) poate fi utilizată pentru a determina energia de activare a reacției.
Pentru fiecare temperatură s-a determinat timpul scurs între începutul izotermei și maximul vârfului. Fiecare punct a fost trasat în graficul In(timp) în funcție de 1/T. Panta liniei de tendință permite determinarea energiei de activare a reacției. Aici, aceasta s-a ridicat la 434 kJ/mol.
