Calorimetria exploratória diferencial - DSC

Differential Scanning Calorimetry(DSC) - técnica mais popular de análise térmica

transições endotérmicas e exotérmicas em função da temperatura

caracterização de polímeros, fármacos, alimentos/biológicos, compostos orgânicos e inorgânicos

Transições: Tg, Tm, cristalização, cinética de cura, início de oxidação e calor específico

Tipos de equipamentosHeat flux

Estabilidade da linha de base

Alta sensibilidade

Opção MDSC

Durabilidade da célula

Compensação de potênciaResolução

Rápida velocidade de resfriamento

T zeroLinha de base extremamente estável

Sensibilidade

Resolução

MDSC®

Histórico

Heat Flux DSC (1967)Diferentes equipamentos

Pressure DSC (1968)Computer DSC (1978)Dual Sample DSC (1982)Photocalorimetry DSC (1986)MDSC® (1992)Tzero (1997)

DSC- célulaDynamic Sample Chamber

Reference PanSample Pan

Lid

Gas Purge Inlet

Chromel Disc

Heating Block

Chromel Disc

Alumel Wire

Chromel Wire

Thermocouple Junction

Thermoelectric Disc (Constantan)

Temperatura do forno uniforme alta condutividade do forno de prata

Resistência do forno uniforme simetria mecânica

Diferença de temperatura termopares em série e opostos

Equipamento

Princípio básico - Heat flux

Tfs Tfr

Ts Tr

Rs Rr

Qs = Ts - Tfs Rs

Qr = Tr - Tfr

Rr

Q = Qs - Qr

Aproximações

Q = Qs - Qr = Ts - Tfs - Tr - Tfr

Rs Rr

Considerando: Tfs = Tfr

Rs = Rr = R

Q = Ts - Tr = T

R R

Linha de base

Linha de base: sensibilidade do sistema Transições ocorrem numa larga faixa de temperatura Sub-transições - baixa energia Reprodutibilidade da linha de base - precisão

Detection Limit

Integration Limits

Linha de base

Tzero™ DSC Specifications< 10µW Baseline Bow (0 – 300°C)< 20µW Baseline Drift

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

He

at F

low

(m

W)

-100 0 100 200 300 400Temperature (°C)

Conventional BaselineT zero Baseline

Fusão do Indio

Resolução

4,4’-azoxianisol

Aplicações

Caracterização térmica Tg, TmCristalinidadeCompatibilidadeEstabilidade - OITPolimorfismoDiagramas de fase (Eutético)

Polímero

Transição vítrea - Tg

Tratamento térmico

Efeito da velocidade de aquecimento - Tg

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

He

at

Flo

w T

4P

(m

W)

-60 -40 -20 0 20 40

Temperature (°C)

20 C/min

10 C/min

5 C/min

1.0 mg Polyproplylene Film1.0 mg Polypropylene Film

Polipropileno - Tg

Efeito da reticulação - Tg

Reação de cura

Efeito de plastificante - Tg

Compatibilidade de misturas poliméricas

Temperatura de fusão

Poli(etilenotereftalato) - PET

Efeito da massa de amostra

Efeito da velocidade de aquecimento - Tc

Cristalinidade

Cristalinidade

Misturas PP/PE

PP x PP reciclado

Degradação - OIT

Análise Microtérmica