Calorimetria Exploratória Diferencial - DSC Análise Térmica Diferencial - DTA Sérgio Pezzin.
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Calorimetria Exploratória Diferencial - DSC Análise Térmica Diferencial - DTA
Sérgio Pezzin
Calorimetria Exploratória Diferencial - DSC
Técnica na qual mede-se a diferença de energia
fornecida à substância e a um material referência, em
função da temperatura enquanto a substância e o
material são submetidos a uma programação
controlada de temperatura.
De acordo com o método de medição utilizado, há
duas modalidades: calorimetria exploratória diferencial
com compensação de potência e calorimetria
exploratória diferencial com fluxo de calor.
Análise Térmica Diferencial - DTA
Técnica na qual a diferença de temperatura entre
a substância e o material referência é medida em
função da temperatura, enquanto a substância e o
material referência são submetidos a uma
programação controlada de temperatura.
Monitoramento de eventos que envolvam troca de
calor:
endotérmicos e exotérmicos
As propriedades são medidas sempre em relação a
uma referência:
DTA – diferença de temperatura entre a amostra e
uma substância inerte (referência) quando ambas
são submetidas a aquecimento ou resfriamento
linear
DSC – quantidade (fluxo) de calor envolvido em um
evento
Princípio
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
T / tT / t
T
Flu
xo d
e c
alo
r
DSCDTA
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
DTA
A amostra (A) e a referência (R) são acondicinadas em compartimentos separados e aquecidas em um mesmo forno.
DTA clássico: os termopares eram colocados diretamente em contato com a amostra e a referência.
DTA quatitativo: os termopares são conectados ao suporte metálico das cápsulas que contêm as sbstâncias.
DSC com Compensação de Potência
Tm
éd
ia
tempo
Tmédia
Wa -
Wr
A amostra e a referência são aquecidas individualmente em compartimentos separados, de forma a manter ambas em condições rigorosamente isotérmicas.
A R
Aquecedores Individuais
Sensores de Pt
Se a amostra sofre alterações na temperatura devido a um evento endotérmico ou endotérmico em função da variação de temperatura a que é submetida, ocorre uma modificação na potência de entrada do forno corresponde, de modo a anular esta diferença. Nisso consiste o “balanço nulo” de temperatura.
DSC com Fluxo de calor
Bloco de aquecimen
to
referência amostra
alumel
Chromel
Disco termoelétrico:
Constantan
Gás de purga
Tm
éd
ia
tempo
Tmédia
Fluxo d
e
Calo
r
O parâmetro medido é a temperatura. As cápsulas são posicionadas em um disco termoelétrico que permite a transferência de calor entre as duas substâncias, de modo que ambas se mantenham sempre em condições isotérmicas uma em relação à outra. Assim, quando a amostra sofre uma transição endotérmica, ocorre transferência de calor da referência para a amostra e quando o evento é exotérmico, o sentido do fluxo de calor é da amostra para a referência.
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Tempo
Ta
TempoTempo
Ta
Ta-T
r
Ti Ti
Tf Tf
Tempo Tempo
Ta
Ta-T
r
Ti
Ti
TfTf
endotérmico
exotérmico
Origem dos picos da curvas DTA/DSCAlterações de temperatura da amostra são devidas a variações de entalpia decorrentes de transformações físicas ou reações químicas.As variações de entalpia são chamadas de transições de primeira ordem (ex: fusão, cristalização, etc).
Ta = TamostraTr = Treferência
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Transições de segunda ordem
São acompanhadas de variação da capacidade calorífica da amostra, juntamente com variações dimensionais e viscoelásticas, mas não aprsentam variações de entalpia. Assim, estas transições não geram picos na curvas de DSC/DTA, manifestando-se na forma de uma alteração na linha base.
Ex: transição vítrea (Tg)
TemperaturaFl
uxo d
e C
alo
r
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Aplicações: em todos os processos que envolvam troca de calor
Fenômenos Processoendotérmico exotérmico
Físicos
cristalização x fusão x vaporização x absorção x transição vítrea mudança na linha de base, sem picos capacidade calorífica mudança na linha de base, sem picos
Químicos
cura x desidratação x combustão x reação em estado sólido x x polimerização xFelisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Forno
• Tipo de forno e sistema de aquecimento dependem da faixa de temperatura
• DTA: -190 a 2800 oC
• Configuração: forno horizontal ou vertical
termoparSuporte para amostra
porta amostra
• Requisito para um forno de DTA: simetria
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Material Temperatura limite (oC)
Ni-Cr 1100
Kanthal (Al-Cr-Fe-Co) 1350
Platina 1400
Kanthal super (MoSi2) 1700
Ródio 1800
Molibidenio 2200
Tungstênio 2800
Sistema de aquecimento: resistência, radiação infravermelho
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
DSC (faixa de operação: -150 a 725 oC)
DSC compensação de calor(Perkin Elmer)
A R
Aquecedores Individuais
Forno:Constituído de platina-irídiosensor e sistema de aquecimento: platina -alumina: isolamento
DSC fluxo de calor(DuPont)
referência amostra
alumel
ChromelBloco de aquecimento
Disco termoelétrico:
Constantan
Gás de purga
Bloco de prata
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Suporte para porta amostra no DTA
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Porta- amostras
Tipo Forma Volume máximo Material Módulo
Port
a-a
mostr
a a
bert
oP
ort
a-a
mostr
a
fech
ad
o
herm
éti
cam
en
te
Sistema fechado
Robótico
T e P máximos
Aplicação Uso
DSC - Uso em geral
T > 600oC
Filmes
DSC e OIT
T > 600oC,Pt não pode ser
usada
Volume grande de amostra
Soluções
Al e Ag não podem ser usados
Soluções
Materiais reativos
Usado no DSC robótico
Amostras voláteis
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Termopares
Metal positivo metal negativo Tmáxima (oC)
Cobre Constantan 250
Ferro Constantan 450
Cromel Constantan 1000
Cromel Alumel 1000
Platina Platina-10% Ródio 1600
Tungstênio Tungstênio-26% Rênio 2400
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Curva de DTA típica
Informações obtidas:
Temperatura de transição vítrea
T de cristalização
T de fusão
T de cura
T de decomposição
entalpia de cristalização
entalpia de fusãoFelisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Análise de curvas de DTA e DSC
Informações obtidas:
Temperatura inicial
Temperatura final
Intervalo de temperatura
Entalpia, temperatura do pico
Linha de base inicial
Linha de base final
Ti Tf
Temperatura
Sin
al
medid
o
Tp
Linha de base inicial
Linha de base final
Ti Tf
Temperatura
Sin
al
medid
o
Tg
Informações obtidas:
Temperatura inicial
Temperatura final
Intervalo de temperatura
Tg e Cp
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Difere
nte
s fo
rmas
de t
raça
r a lin
ha d
e b
ase
repre
sen
taçã
oErr
o a
nalít
ico
rela
tivo
Err
o n
um
éri
co
rela
tivo
Hem
min
ger,
W.F
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arg
e, S.M
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Th
erm
. A
nal. 3
7, 145
5-1
47
7 (
19
91)
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Fatores que afetam as análises de DTA e DSC
Fatores Instrumentais
• taxa de aquecimento
• atmosfera
• geometria do forno e porta-amostra
Características da Amostra
• natureza da amostra
• quantidade de amostra
• tamanho de partícula
• densidade de empacotamento
• capacidade calorífica
• condutividade térmicaFelisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Condições Experimentais X construção do DTA/DSC
Parâmetro Resolução Máxima Sensibilidade
Máxima
massa pequena grande
taxa de aquecimento lenta rápida
referência junto isolada
tamanho de partícula pequeno grande
atmosfera alta condutividade baixa condutividade
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
T (oC)Exo
20 oC/min
30 oC/min
T (oC)
Exo
10 oC/min
5 oC/min
2,5 oC/min
Propionato de colesterol
Influência da taxa de aquecimento sobre a fusão
T (oC)
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Influência da taxa de aquecimento sobre a fusão
Taxa de aquecimento
+ acentuado o pico de fusão
pois maior é a diferença de
temperatura entre a amostra e a
referência
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Temperatura (oC)
10080
80 100
120
oC/min
5
10
20
50
0,2
0,4
1
2
Exo
Influência da taxa de aquecimento sobre a transição vítrea
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Posição do termopar e empacotamento da amostra
DTA : Carborundum em ambas as células(1) termopares localizados simetricamente(2) termopares localizados assimetricamente(3) termopares localizados assimetricamente eamostra não uniformemente empacotada
T
Temperatura
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Atmosfera do forno
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Efeito da Pressão de CO2 e N2 na decomposição da dolomita
Pressão de750 mm CO2
Pressão de750 mm N2
A natureza do gás pode ter influência marcante sobre a curva de DSC, dependendo da amostra e do evento observado.
Considerar sempre a reatividade do gás com a amostra.
Atmosfera inerte X reativa
Em reações de decomposição térmica, são mais influencidos pela presença do O2 os polímeros que sofrem termodecomposição oxidativa do que os que degradam por despolimerização.
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Massa (mg)
Áre
a d
o p
ico
Massa
A área do pico nas curvas de DSC é proporcional ao calor da reação ou da transição representada.
Assim, quantidades maiores de amostra levam à obtenção de picos maiores, com possibilidade de deslocamento da temperatura máxima do pico para valores ligeiramente mais altos.
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Efeito da Massa da Referência
Referência: porta-amostra com tampa
Temperatura (oC)
15090 110 170
sem referência
Referência: porta-amostra com 1 1/2 tampas
Referência: porta-amostra com 2 tampas
130
Exo
Grande desvio da linha base no início do experimento.
Como a capacidade calorífica está diretamente relacionada à massa, um desvio endotérmico indica que o cadinho de referência é muito leve em relação à amostra.
Este efeito é acentuado pelo aumento da taxa de aquecimento.
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Efeito da Massa da Referência
90 110 130 150 170
Temperatura (oC)
sem referência
Referência: porta-amostra com 1 1/2
tampas
Exo
Problema: Dificuldade de detecção de transições fracas, principalmente nos primeiros minutos do experimento.
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Efeito do tamanho de partícula e do empacotamento da amostra
O tamanho das partículas da amostra e a sua distribuição em relação ao todo interferem tanto na forma dos picos quanto na temperatura das transições.
Uma amostra na forma de um corpo único tem maior continuidade de transmissão interna do calor, enquanto uma amostra pulverizada apresenta descontinuidade, o que pode deslocar a temperatura dos eventos para valores mais altos.
Recomenda-se…
Compactação da amostra. Deve levar em conta que um processo de moagem da amostra pode resultar em alterações em sua estrutura cristalina, provocando alterações nas curvas de DSC e DTA.
Considerar a área total da amostra: ↑ superfície de contato, ↑ resolução dos picos; enquanto ↓ área ↑ sensibilidade da detecção dos eventos.
Efeito da condutividade térmica da amostra
A condutividade térmica de um material é altamente dependente da fase e do estado de agregação da amostra.
Na fusão, uma grande variação na condutividade térmica da amostra ocorre no início da fusão, onde se tem um sólido com baixa condutividade térmica e omeio do processo, quando a amostra é parcialmente um líquido condutor.
Como minimizar…
Diluição da amostra com um pó finamente dividido e termicamente inerte. A sensibilidade é sacrificada pelo processo de diluição, mas pode ser compensada pela correta amplicação do sinal medido.
Exemplos de diluente: carbeto de silício, óxido de ferro, alumina e nujol.
Características da transição vítrea:
• Não envolve a transformação de fase (não há mudanças na ordem estrutural)
• Estado vítreo: estado supercongelado; sua estrutura depende da estrutura do líquido e da taxa de resfriamento
• Diferença entre o estado vítreo e o líquido: mobilidade das moléculas.
Líquido de baixa massa
molar
Líquido de alta massa molar
Estado vítreoTempos de
relaxação 10-10 s
Tempos de relaxação 10-6 a
10-1 s
Processo fora do
equilíbrio
Processo em
equilíbrio
Determinação da capacidade calorífica
A capacidade calorífica específica é uma propriedade termofísica muito importante para todas as substâncias e materiais.
Como a altura da linha base nas curvas de DSC está diretamente relacionada à diferença entre a capacidade calorífica da amostra e da referência, o calor específico pode ser medido por DSC.
Unidade: (J/goC)
Temperatura
dq/d
t
porta-amostra vazio
porta-amostra + amostra
porta-amostra vazio
amostra
Cp líquido
h
porta-amostra vazio
padrão
Cp sólido
x
y
h cpamostra
x + y cppadrão
x cpamostra
x + y cppadrão
x cpamostra
Determinação da capacidade calorífica
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Material Faixa de
temperatura (oC)
água 0 a 100
ác. benzóico 10 a 350
cobre 1 a 300
molibdênio 273 a 2800
platina 298 a 1500
poliestireno 10 a 35
polietileno 5 a 360
safira -180 a 2250
tungstênio 273 a 1200
Padrões para determinação de capacidade calorífica
Temperatura
Temperatura350 400 450 500
safira
diamante
linha de base
350 400 450 500
policarbonato
linha de base
Endo
Endo
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Capacidade calorífica da SAFIRA em função da temperatura
(oC) (oC) (oC) (K) (K) (K)(J/goC) (J/goC) (J/goC)
Fel
isbe
rti,
I. A
post
ila. I
Q/U
NIC
AM
P
Determinação da condutividade térmica
Chiu, J.; Fair, P.G.; Thermochim. Acta 34, 267-273 (1979)
termopar
suporte
Parafuso para ajuste de
altura
Bloco de aquecimento
Célula de DSCDuPont
amostra
Gás de purga vácuo
Sistema de resfriamento
Cilindro de cobrePrincípio: medida do gradiente de
temperatura resultante do fluxo de
calor
Condições:
• padrão
• Geometria definida tanto para
amostra como para referência
• operação no modo isotérmico
Precisão: 3%
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
a e p = condutividade térmica da amostra e padrão, respectivamente.
Fonte de calor: DSC
Monitoramento de temperatura: inferior (Ti ) DSC
superior (Ts) termopar
Ti - constante
Ts - varia com o tempo
T = Ti - Ts
To
Tempo
Estado estacionário
T1
Ts
Ti
T
dt
dq
dt
Td
pp
dt
dqa
a
dt
dq
Para corpos de prova com dimensões iguais:
e
a
p
a
p
dtTd
dt
Td
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Aplicação a compostos orgânicos
Composto orgânico
DTA e DSC
Identificação
Estabilidade térmica
Entalpia
Temperatura de fusão e ebulição
Polimorfismo
Pureza
Diagrama de fases
Análise quantitativa
Cinética de reação
Reações químicas
Catálise
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Aplicação a compostos inorgânicos
Composto inorgânico
DTA e DSC
Identificação
Estabilidade térmica
Entalpia de transição de fase
Temperatura de fusão
Polimorfismo
Análise quantitativa
Cinética de reação
Entalpia de dissociação
Reações no estado sólido
Reações a altas
temperaturas
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Aplicação a polímeros
Polímero
DTA e DSC
Identificação
Estabilidade térmica
Entalpia de cristallização e de
fusão
Temperatura de fusão e
cristalização
Polimorfismo
Diagrama de fases
Análise quantitativa Cinética
Polimerização
DecomposiçãoCapacidade calorífica
Entalpia de reaçãoCristalização
Temperatura de transição vitrea
Reações de oxidação
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Determinação de pureza por
DSC
Temperatura (o C)
En
do
Ácido benzóico100%
98,6%
97,2%
f
ofo H
xRTTT
2
2
Equação de van’t Hoff
• To = temperatura de fusão do
composto puro
• Tf = temperatura de fusão do
composto impuro
• Hf = entalpia de fusão do
composto puro
• x2 = fração molar da impureza
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Transições sólido-sólido por DSC
Tetracloreto de carbono
Temperatura (o C)
En
do
líquidaromboédrica cúbicamonoclínica
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Fusão em sistemas fora do equilíbrio termodinâmico
Fusão em condições de superaquecimento
Curvas de DSC para o poli(óxido de metileno). Cristais de cadeia extendida
T (o C)
End
o
1oC/min
5oC/min
20oC/min
60oC/min
100oC/min
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Temperatura ( oC)
Endo PEBD
PEADPP
POMPA-6
PA-6,6
PTFE
Identificação de Polímeros – DSC e DTA
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
OIT - Degradação termo-oxidativa
OIT é um teste de envelhecimento acelerado.
• Fornece uma comparação da resistência relativa de materiais à oxidação.
• O teste consiste em aquecer a espécie a uma temperatura elevada (200 oC) em um DSC, sob atmosfera de nitrogênio.
• Estabilizada a temperatura, a atmosfera inerte é substituída por fluxo de oxigênio.
• tempo zero: o momento da troca de gases é considerado como início da medida.
• O tempo decorrido entre a primeira exposição da amostra ao oxigênio e a onset extrapolada ca curva de oxidação corresponde ao tempo OIT para a amostra.
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Tempo
E
xo
+ estabilizantes
Polietileno
200 oC
ASTM D3895
OIT para o PE a 200C com e sem estabilizante
Felisberti, I. Apostila. IQ/UNICAMP
Differential Thermal Analysis (DTA)Differential Thermal Analysis (DTA)
DTA measures temperature difference between a sample and an inert reference (usually Al2O3) while heat flow to the reference and the sample remains the same
Can be conducted at the same time with TGA
Differential Scanning Calorimetry (DSC)Differential Scanning Calorimetry (DSC)
Exo
ther
mal
dQ
/dT
Temperature
DSC measures differences in the amount of heat required to increase the temperature of a sample and a reference as a function of temperature
Differential Scanning CalorimeterDifferential Scanning Calorimeter
Differential Scanning Calorimetry Differential Scanning Calorimetry (DSC)(DSC)
t
Q
Time
Heat
To heat a sample and a reference with the same heating rate requires different amount of heat for the sample and the reference. Why?
On the X-axis we plot the temperature, on the Y-axis we plot difference in heat output of the two heaters at a given temperature.
Temperature
Hea
t flo
w
Heat Flow
pCT
Q
T
t
t
Q
rateeTemperatur
flowHeat
Major difference between TGA and Major difference between TGA and DTA (DSC)DTA (DSC)
TGA reveals changes of a sample due to weight, whereas DTA and DSC TGA reveals changes of a sample due to weight, whereas DTA and DSC reveal changes not related to the weight (mainly due to phase transitions)reveal changes not related to the weight (mainly due to phase transitions)
Types of Phase TransitionsTypes of Phase Transitions First order transitions, where first and second derivatives of
thermodynamic potentials by temperature are not 0
Examples: crystallization and melting
Second order transitions where the first derivatives of thermodynamic potentials by temperature are 0 and the second derivatives are not 0
Examples: ferromagnetic – diamagnetic transition
0,02
2
pp T
GS
T
G
0,02
2
pp T
GS
T
G
Differential Scanning CalorimeterDifferential Scanning Calorimeter
Parts: Isolated box with 2 pans Heating element and
thermocouple Liquid nitrogen Nitrogen gas Aluminum pan
Differential Scanning CalorimeterDifferential Scanning Calorimeter
Differential Scanning CalorimeterDifferential Scanning CalorimeterPerkin Elmer DSC 7Perkin Elmer DSC 7
Platinum sensors
Sample heater Reference heater
Temperature range 110 – 1000 K Heating rate 0.1 – 500 K/min
(normally 0.5 – 50 K/min) Noise ± 4 W Sample volume up to 75 mm3
An Example of Phase Transitions An Example of Phase Transitions Studied by DSCStudied by DSC
A.Schreiber et al. Phys.Chem.Chem.Phys.,2001,3,1185-1195
Melting and freezing of water in ordered mesoporous silica materials.
Pore size increases from 4.4 to 9.4 nm in the series SBA-15/1 to SBA 15/8
DSC in Polymer AnalysisDSC in Polymer Analysis
Main transitions which can be studied by DSC:Main transitions which can be studied by DSC:
MeltingMelting Freezing Freezing Glass transitionGlass transition
Polymers in Condensed StatePolymers in Condensed StateExtended chain: presents equilibrium crystals. 1. Produced by annealing:e.g. polyethylene
polytetrafluoroethylene polychlorotrifluoroethylene
2. Produced by crystallization during polymerization:e.g. polyoxymethylene
polyphosphates, selenium
Glassy amorphous1. Random copolymers2. Atatic stereoisomers
e.g. PS, PMMA, PP 3.Quenched slow
crystallizing moleculese.g. PET, PC and others.
Chain folded1. Fold length 5 -50 nm2. Best grown from dilute
solution3. Metastable lamellae because
of the large fold surface area
Lamellar crystals and ClustersCrystallinity concept
the molecules are much larger than the crystals
Glass Transition Glass Transition The glass transition temperature, The glass transition temperature, TTg, g,
is the temperature at which an is the temperature at which an amorphous solid, such as glass or a amorphous solid, such as glass or a polymer, becomes brittle on cooling, polymer, becomes brittle on cooling, or soft on heating. or soft on heating.
More specifically, it defines a pseudo More specifically, it defines a pseudo second order phase transition in which second order phase transition in which a supercooled melt yields, on cooling, a supercooled melt yields, on cooling, a glassy structure and properties a glassy structure and properties similar to those of cristalline materials similar to those of cristalline materials e.g. of an isotropic solid material.e.g. of an isotropic solid material.
How to observe THow to observe TggE
xoth
erm
al
Experimental curves on heating after cooling at 0.0084 K/min (1), 0.2 K/min (2) 0.52 K/min (3), 1.1 K/min (4), 2.5 K/min (5), 5 K/min (6), and 30 K/min (7).
Exo
ther
mal
Temperature
79.70°C(I)
75.41°C81.80°C
144.72°C
137.58°C20.30J/g
245.24°C
228.80°C22.48J/g
Cycle 1
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
Hea
t Flo
w (W
/g)
0 50 100 150 200 250 300
Temperature (°C)
Sample: PET80PC20_MM1 1minSize: 23.4300 mgMethod: standard dsc heat-cool-heatComment: 5/4/06
DSCFile: C:...\DSC\Melt Mixed 1\PET80PC20_MM1.001Operator: SACRun Date: 05-Apr-2006 15:34Instrument: DSC Q1000 V9.4 Build 287
Exo Down Universal V4.2E TA Instruments
Tg
Tc
Tm
Typical DSC Curve of a Thermoplastic Typical DSC Curve of a Thermoplastic Polymer Polymer
Temperature
Hea
t Flo
w -
> e
xoth
erm
ic
GlassTransition
Crystallisation
Melting
Cross-Linking(Cure)
Oxidation
Typical DSC Curve of a Thermosetting Typical DSC Curve of a Thermosetting Polymer Polymer
Differential Scanning CalorimetryDifferential Scanning Calorimetry
PET
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
0 50 100 150 200 250 300 350
Temperature (C)
Hea
t F
low
(W
/gm
)
Melting
Glass Transition
Crystallization
ENDOTHERMIC
EXOTHERMIC
Sample: Polyethylene terephthalate (PET)Temperature increase rate: 20°C/min
Temperature range: 30°C - 300°C
Lista de exercícios TG
1) Qual o princípio desta técnica ?
2) Discuta os principais fatores que interferem nas curvas de TG.
3) Quais são as principais aplicações desta técnica ?
4) Comente que informações (dados) é possível extrair desta técnica (TG e DTG)
5) Explique e cite algum exemplo de como é possível determinar a composição de um material desconhecido. Esta análise é qualitativa ou quantitativa ?
6) Como se avalia a estabilidade térmica de uma amostra por esta técnica ?
7) É possível avaliar a cinética de um processo por TG ?
8) Você pensa em utilizar esta técnica na sua pesquisa ? De que forma seria possível utilizá-la ? Que informações você conseguiria obter ?
Lista de exercícios DSC/DTA
1) Qual o princípio destas técnicas ? Compare DSC e DTA.
2) Discuta os principais fatores que interferem nas curvas de DSC e DTA.
3) Quais são as principais aplicações destas técnicas ?
4) Comente que informações (dados) é possível extrair destas técnicas.
4) Explique e cite algum exemplo de como é possível avaliar a miscibilidade de blendas poliméricas através destas técnicas ?
5) Como se determina o grau de cristalinidade de um polímero por meio das técnicas de DSC/DTA ? Cite algum exemplo.
6) Explique o que significa o termo “história térmica da amostra”. Quando se faz somente um aquecimento e quando é necessário fazer dois aquecimentos (aquecimento/resfriamento/aquecimento) ?
7) Discorra sobre os tratamentos térmicos que geralmente se faz com uma amostra (annealing, quenching).
8) Você pensa em utilizar esta técnica na sua pesquisa ? De que forma seria possível utilizá-la ? Que informações você conseguiria obter ?