Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article rappelle tout d'abord les fondements de la calorimétrie différentielle à modulation sinusoïdale de température (DSC TM). Il décrit de façon détaillée les différents signaux enregistrés lors d'une expérience (excitation, réponse calorimétrique), ainsi que les différentes grandeurs (flux inversible, non inversible, capacité thermique) extraites de l'expérience par déconvolution de ces signaux enregistrés. Sont abordés également certains problèmes de méthode (correction de phase, influence de la fréquence). Quelques exemples illustrent les avantages attendus de cette méthode, puis sont ensuite présentées des méthodes calorimétriques apparentées (Step-Scan® et TOPEM®).
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This article firstly presents the basis of the differential scanning calorimetry with sinusoidally modulated temperature (TMDSC). It details the various signals registered during experiment (excitement, calorimetric response) as well as the various magnitudes (invertible or non-invertible flux, thermal capacity) derived from the deconvolution of these registered signals. It also deals with certain method issues (phase correction, influence of frequency) and presents some examples illustrating the expected advantages of this method as well as related calorimetric methods (Step-Scan® et TOPEM®).
Auteur(s)
-
Jean GRENET : Professeur émérite - Laboratoire LECAP EA 4528, institute for material research FED 4114, université de Rouen
-
Bernard LEGENDRE : Professeur émérite - Laboratoire matériaux et santé, EA 401, faculté de pharmacie Paris 11
INTRODUCTION
Dès le début du XXe siècle, les chercheurs ont eu l'idée d'utiliser une variation non linéaire de la température pendant la durée de l'analyse calorimétrique. Cette idée fut soutenue par la volonté d'être proche de l'équilibre ou encore par celle de séparer des phénomènes dont les cinétiques peuvent être voisines. La réponse actuelle à ces préoccupations est apportée par la DSC à température modulée.
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Problèmes de méthode2. Informations
Toutes les informations expérimentales sont contenues, d'une part, dans la mesure de la température modulée avec le temps et donc de la vitesse β (t ) et, d'autre part, dans celle du flux de chaleur modulé (réponse de l'échantillon) avec le temps.
2.1 Signaux en DSC-TM
À la différence de la DSC classique, en DSC-TM, la température du four de l'appareil est programmée selon la loi :
( 7 )
où β 0 est la vitesse correspondant à la variation linéaire de température sous-jacente, ω la pulsation et A l'amplitude de la modulation périodique (figure 1).
La vitesse β (t ) de variation de la température n'est plus constante comme en DSC classique mais varie avec le temps selon la relation :
La vitesse oscille autour de la vitesse moyenne β 0 entre deux valeurs β max et β min égales à β 0 ± A v (où A v = ωA ) (figure 2).
Les grandeurs qui suivent sont enregistrées en fonction du temps.
-
Température
C'est l'excitation appliquée au système :
![]()
Ce signal fournit A et par suite A v = ωA.
-
Flux de chaleur
Réponse calorimétrique de l'échantillon, le signal « flux de chaleur » fournit l'amplitude A f .
La figure 3 présente un exemple obtenu avec de l'acide poly(L lactique) ou PLLA amorphe depuis des températures...
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Informations
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SCHAWE (J.E.K.), HÜTTER (T.), HEITZ (C.), ALIG (I.), LELLINGER (D.) - Stochastic temperature modulation : a new technique in temperature-modulated DSC. - Thermochimica Acta., 446, p. 147-155 (2006).
-
(2) - SCHUBNELL (M.), HEITZ (C.), HÜTTER (T.), SCHAWE (J.E.K.) - TOPEM® – The new advanced multifrequency temperature modulated DSC technique. - Abstract NATAS conference, 18-21 sept. 2005.
-
(3) - CLAUDY (P.) - Analyse calorimétrique différentielle. - Lavoisier, ISBN : 2-7430-0716-8 (2005).
-
(4) - MITCHELL (J.) Jr - Applied polymer analysis and characterization. - Hanser, ISBN : 3-446-14710-1 (1987).
-
(5) - KALETUNC (G.) - Calorimetry in food processing : analysis and design of food systems. - Wiley-Blackwell, ISBN : 0-8138-1483-9 (2009).
-
(6) - BROWN (M.E.) - Handbook of thermal analysis and...
NORMES
-
Principes généraux - ISO 11357-1 - 2016
-
Détermination de la température de transition vitreuse - ISO 11357-2 - 2013
-
Détermination de la température et de l'enthalpie de fusion et de cristallisation - ISO 11357-3 - 2018
-
Détermination de la capacité thermique massique - ISO 11357-4 - 2014
-
Détermination des températures et temps caractéristiques de la courbe de réaction, de l'enthalpie de réaction et du degré de transformation - ISO 11357-5 - 2013
-
Détermination du temps d'induction à l'oxydation (OIT isotherme) et de la température d'induction à l'oxydation (OIT dynamique) - ISO 11357-6 - 2018
-
Détermination de la cinétique de cristallisation - ISO 11357-7 - 2015
-
Standard...
ANNEXES
Association Française de Calorimétrie et d'Analyse Thermique http://www.afcat.org
International Conference for Thermal Analysis and Calorimetry http://www.ictac.org
European Virtual Institute for Thermal Metrology http://www.evitherm.org
HAUT DE PAGE1.2 Instituts de mesure et de normalisation
National Institute of Standards and Technology : NIST (US) http://www.nist.gov
Physikalisch-Technische Bundesanstalt : PTB (D) http://www.ptb.de
Laboratory of the Government Chemist : LGC (GB) http://www.lgc.co.uk
HAUT DE PAGE1.3 Fournisseurs d'appareils DSC en France et en Europe
La plus complète possible à l'instant « t » de son écriture, la liste ci-dessous ne se veut pas exhaustive. Elle a pour vocation d'aider le lecteur qui, de toute façon, devra l'actualiser à l'instant « t + Δt ». Pour ces raisons, seuls les sites web des constructeurs sont indiqués.
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