Mesures DSC de polypropylène
Le polypropylène (PP) est un polymère cristallin bon marché, d’une excellente adaptabilité, résistant à l’eau, aux produits chimiques et très solide. En raison de ces caractéristiques, il est utilisé comme plastique à usage général dans une grande variété de produits, notamment les emballages alimentaires, les produits électriques, les matériaux médicaux, les pièces automobiles et le papier synthétique.
Lorsque le polypropylène est créé, la formation de ses cristaux change en fonction de la température du traitement thermique et des conditions du processus de refroidissement. Ces changements créent des différences dans la solidité, la résistance thermique et les propriétés de liaison par pression. Les produits alimentaires peuvent être stérilisés thermiquement après emballage. Par conséquent, il est important de comprendre comment gérer l’état cristallisé souhaité pour le produit et les effets du traitement thermique sur la cristallinité. Lors de cet essai, la calorimétrie différentielle à balayage différentiel (DSC) est utilisée pour évaluer la cristallinité des moules en polypropylène. La NEXTA DSC200 d’Hitachi High-Tech est idéale pour les mesures de polypropylène grâce à la conception unique de son four.
La NEXTA DSC est un calorimètre différentiel à balayage pour l’analyse thermique des matériaux, développé par la société Hitachi. Il vous permet de réaliser des essais précis et fiables sur vos échantillons.
Appareils Hitachi pour la mesure de polypropylène
La NEXTA DSC200 est un calorimètre à balayage différentiel hautes performances, conçu pour être facile d’utilisation et très robuste. Il s’agit d’un instrument extrêmement polyvalent, qui peut être modulé grâce à différentes options pour s’adapter à toutes vos applications. Une sensibilité élevée et une excellente stabilité de ligne de base permettent à la NEXTA DSC200 de détecter la plus petite des réactions lors de l’évaluation de polypropylène. Cela vous garantit une excellente résolution, permettant d’identifier et d’isoler des événements thermiques très proches.
Aussi la NEXTA DSC200 est un instrument très peu coûteux à utiliser, avec très peu de consommables nécessaires. De plus, la fonction d’analyse automatique, associée à un passeur d’échantillons avec 50 positions, permet de gagner du temps pour les essais et de libérer les opérateurs. Enfin, le système unique de caméra RealView vous permet de regarder l’évolution de vos échantillons au cours de l’essai en temps réel. Cela peut être très utile pour l’interprétation des résultats ou le développement de nouveaux matériaux.
Logiciel tout inclus, y compris la fonctionnalité DSC modulée
La gamme NEXTA DSC est livrée avec le logiciel NEXTA TA intuitif et complet développé par Hitachi. Il vous offre différentes options de manipulation. Les nouveaux utilisateurs peuvent obtenir des résultats fiables et précis grâce à un mode d’utilisation simplifié et guidé, tandis que les opérateurs expérimentés peuvent utiliser la NEXTA DSC pour une analyse plus avancée avec des paramètres plus poussés. Tous les modules sont inclus avec l’instrument, y compris la fonctionnalité DSC modulée, donc si vous décidez d’étendre votre utilisation à de nouvelles applications, vous n’aurez pas à acheter de modules supplémentaires.
Performance et résultats
Les échantillons étaient des feuilles de polypropylène disponibles dans le commerce. Le calorimètre à balayage différentiel NEXTA DSC200 a été utilisé pour les mesures.
La 1ère série d’essais a permis d’évaluer l’impact de la température sur la structure cristalline. Un échantillon non traité de 0,5 mg a été chauffé de la température ambiante à 200°C à un vitesse de 10°C/min dans une atmosphère d’azote. De plus, des échantillons ayant subi des traitements thermiques avec trempe à 110, 115 et 120°C ont ensuite été mesurés dans les mêmes conditions que le 1er.
La 2ème série d’essais a permis d’évaluer l’impact de la température sur le processus de cristallisation. Des échantillons de 3 mg ont été chauffés à 200°C dans une atmosphère d’azote pour les faire fondre. Ils ont ensuite été trempés à 120, 123, 125, 127 ou 130°C puis maintenus à cette température pendant 15 à 50 minutes.
Les effets du traitement thermique sur la cristallinité du polypropylène
La Figure 1 montre les courbes DSC pour la 1ère série d’essais. Tous les échantillons présentent un pic endothermique dû à la fusion du polypropylène autour de 160°C. De plus, à gauche du pic endothermique, l’échantillon non traité présente une courbe DSC lisse entre 110 et 125°C tandis que les échantillons traités présentent un faible pic.
La Figure 2 est centrée sur les résultats autour de 120°C. Les échantillons traités présentent de faibles pics endothermiques de plusieurs dizaines de μW près de leurs températures respectives de traitement thermique. Chaque température de traitement thermique a produit une structure cristalline différente. Les pics de la figure sont considérés comme les points de fusion de ces structures lors de la mesure DSC.
Mesure de cristallisation isotherme
La Figure 3 montre les courbes DSC pour la 2ème série d’essais. La cristallisation du polypropylène a produit un pic exothermique à chaque température de travail. Plus la température est basse, plus le pic est net et plus le sommet du pic apparaît tôt. Plus la température est élevée, plus le pic est large et plus le sommet du pic apparaît tard. Cela s’explique par le fait que, plus la température est élevée, plus la liberté de mouvement des molécules est grande, ce qui rend la cristallisation plus difficile et augmente le temps nécessaire à la cristallisation. La relation entre la température de cristallisation et le temps de cristallisation peut être étudiée à l’aide de ces résultats.
Conclusion
La NEXTA DSC200 fournit une analyse fiable de la mesure du polypropylène. Grâce à son excellente stabilité de ligne de base et sa sensibilité élevée, la NEXTA DSC200 permet d’observer les différences causées par les traitements thermiques et de déterminer les différentes températures de traitement thermique. Par ailleurs, la croissance des cristaux peut varier en fonction de la température de formation en raison de la présence de noyaux cristallins, même après la fusion. La mesure DSC de la cristallisation isotherme est efficace pour évaluer ces caractéristiques et montrer les effets des éventuels additifs, de même que la pertinence de la température de formation. Simple d’utilisation et robuste, la NEXTA DSC comprend des fonctionnalités avancées, telles que DSC modulée, pour une analyse thermique complète.
Pour en savoir plus sur cet analyseur thermique, retrouvez toutes les informations et spécifications de ce produit sur notre page internet dédiée au NEXTA DSC. Vous pourrez également y télécharger une plaquette ou demander un devis.
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