Diferansiyel Taramalı Kalorimetri ile Zayıf Termal Etkilerin Tespiti

Giriş

Diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) erime, KristalleşmeKristalleşme, kristallerin oluşumu ve büyümesi sırasında sertleşmenin fiziksel sürecidir. Bu işlem sırasında kristalleşme ısısı açığa çıkar.kristalleşme veya camsı geçiş gibi termal etkileri ve daha fazlasını karakterize etmek için popüler bir yöntemdir.

DSC sinyali, ölçülen malzemenin özgül ısı kapasitesinin yanı sıra ısıtma hızı ve numune kütlesiyle de orantılıdır. Özgül ısı kapasitesi bir malzeme boyutudur ve bu nedenle değiştirilemez. Camsı geçiş, özgül ısı kapasitesindeki bir değişikliktir ve tipik olarak DSC eğrisinde bir small etkisi olarak tespit edilebilir. Bu veya diğer small etkileri büyütmek için bir olasılık örnek kütlesini artırmaktır. Mevcut malzeme miktarı sınırlıysa, hassas bir DSC kullanmak - kanıtlanmış sabit bir taban çizgisi - yalnızca small numune miktarıyla bile small etkilerin tespit edilmesini sağlar.

Ölçüm Koşulları

Aşağıda, farklı numune kütlelerine sahip polistirenin camsı geçişi DSC aracılığıyla belirlenmiştir. Tablo 1 ölçüm koşullarını özetlemektedir.

Tablo 1: Ölçüm koşulları

Cihaz

DSC 300 Caliris® H-Modülü ile

Örnek kütle10.38 mg1.07 mg131 μg80 μg
Pota

Concavus® (alüminyum, delikli kapak ile kapalı)

Sıcaklık aralığı

25°C ila 180°C

Isıtma oranı

10 K/dak

Atmosfer

Azot (20 ml/dak)

Ölçüm Sonuçları

Şekil 1'de 10,38 mg'lık numunenin DSC sonuç eğrisi gösterilmektedir. Camsı geçiş 87,1°C'de (orta nokta) endotermal bir adım olarak tespit edilmiştir. Bu, özgül ısı kapasitesindeki 0,3 J/(g-K)'lik bir değişimle ilişkilidir.

1) Isıtma sırasında DSC eğrisi. DSC eğrisindeki basamak çizgisi değişimi polimerin camsı geçişini temsil eder.

Şekil 2, önceki ölçümü (mavi eğri) daha düşük kütlelerde yapılan testlerle karşılaştırmaktadır. Numune kütlesi ne kadar düşük olursa smallcamsı geçiş o kadar belirgin olur. Bununla birlikte, elbette aynı özgül ısı kapasitesi değişimiyle sonuçlanır çünkü bu değişim kütleye bağlı değildir.

2) Farklı numune kütleleri için polistirenin camsı geçişinin belirlenmesi

Özet

DSC 300 Caliris® 'ün hassas sensörü small numune kütleleri için bile small etkilerin tespit edilmesini sağlar. large r numune kütlesi sayesinde, DSC eğrisindeki camsı geçiş etkisi daha iyi tanınabilir. Bu da camsı geçiş sıcaklığının değerlendirilmesini ve hassasiyetini artırır.