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