La caratterizzazione termica dei materiali consente di studiare le proprietà termiche dei materiali e di valutarne il comportamento in funzione della temperatura.
Una delle tecniche comunemente utilizzate per studiare queste proprietà termiche e le loro evoluzioni è la calorimetria differenziale a scansione. Nota anche come Differential Scanning Calorimetry (DSC), questa tecnica consente di misurare il flusso di calore assorbito o rilasciato da un campione in funzione della temperatura o del tempo quando è sottoposto a un profilo di temperatura definito in un’atmosfera controllata. Ciò richiede l’impiego di standard certificati di cui sono note la temperatura e l’entalpia di transizione (ad esempio indio e zinco).
I campi di applicazione della DSC sono molto vari: purezza di un prodotto, determinazione della temperatura di transizione vetrosa, di fusione o di cristallizzazione di un materiale (ISO 11357), determinazione della quantità di energia necessaria per fondere una sostanza, studio della stabilità di un polimero in presenza di ossigeno mediante la determinazione del tempo di induzione all’ossidazione TIO (NF EN 728), …
Applicazioni più specifiche della DSC consentono inoltre di confrontare gli effetti termici di un additivo su un materiale, di determinare la temperatura minima di un processo di fabbricazione di un prodotto, di quantificare la cinetica di reazione di un materiale durante la sua polimerizzazione (vernice, lacca, …) oppure di ottimizzare un processo di fabbricazione.
Forti di una significativa esperienza nell’implementazione dell’analisi DSC e nello sviluppo di metodi specifici, FILAB vi accompagna nell’ambito delle vostre esigenze di controllo, di expertise o di sviluppo termico dei vostri prodotti.
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Domande frequenti
Quali informazioni fornisce un’analisi DSC su un materiale?
La DSC misura scambi di calore durante un programma di temperatura o tempo. Può evidenziare transizione vetrosa, fusione, cristallizzazione o reazioni secondo il materiale. L’interpretazione dipende da protocollo e storia del campione; possono servire analisi complementari per attribuire un effetto. Scoprire l’analisi DSC.
Perché distinguere primo e secondo riscaldamento in una prova DSC?
Il primo può rivelare effetti di fabbricazione, conservazione o invecchiamento. Un raffreddamento controllato e un secondo riscaldamento permettono il confronto con una storia termica meglio definita. Le misure non forniscono quindi necessariamente la stessa informazione; il programma dipende dalla domanda posta.
La velocità di riscaldamento influenza le temperature misurate in DSC?
Può spostare effetti apparenti, modificarne la separazione e influire sui fenomeni cinetici. Occorre confrontare risultati con programmi, masse e condizioni compatibili. Una temperatura di picco ottenuta a una determinata velocità non è automaticamente una temperatura di transizione indipendente dal protocollo.
Un termogramma DSC determina la temperatura massima d’uso di un polimero?
Una transizione o un inizio di reazione descrive il comportamento termico nelle condizioni di prova. La temperatura d’uso dipende anche da durata, carichi meccanici, atmosfera e proprietà da mantenere. Per definire un limite adeguato possono servire studi d’invecchiamento o altre prove.
Come usare la DSC per confrontare due lotti di materiale?
Servono protocollo comune e prelievi rappresentativi. Temperature di transizione, entalpie e forma dei segnali possono indicare differenze di composizione, cristallinità o storia termica. Questi indizi orientano l’indagine senza attribuire automaticamente una differenza a un’unica causa.
