آنالیز DSC یا “Differential Scanning Calorimetry” یکی از روش‌های آزمایشگاهی است که برای بررسی تغییرات گرمایی در نمونه‌ها استفاده می‌شود. این روش بر اساس تفاوت دمای نمونه با یک مرجع یا نمونه خالص در طول یک مرحله تغییرات دمایی انجام می‌گردد. این تکنیک به ویژه در بررسی تغییرات فیزیکی و شیمیایی مواد، مانند انتالپی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تفسیر نتایج DSC ممکن است نیازمند تخصص و دانش در حوزه ماده مورد مطالعه باشد. برخی از کاربردهای DSC شامل تعیین دمای ذوب، معین کردن تغییرات فازی، بررسی پایداری حرارتی مواد، بررسی عوامل تغییر حالت‌های جامد، بررسی ترموکیمیایی پلیمرها و داروها و غیره می‌شود. این تکنیک از آزمایشگاه‌های علمی و صنعتی در بسیاری از صنایع، از جمله شیمی، داروسازی، پلیمرها، مواد غذایی، متالوژی و سایر زمینه‌ها استفاده می‌گردد.

مشخصات دستگاه های آماده برای ارائه خدمات آنالیز DSC

دستگاه‌های DSC برای انجام آنالیز Differential Scanning Calorimetry معمولاً توسط شرکت‌های مختلف تولید می‌شوند. این دستگاه‌ها به منظور بررسی خواص گرمایی و تغییرات فیزیکی-شیمیایی مواد استفاده می‌گردند. در زیر مشخصات تعدادی از دستگاه‌های آماده برای ارائه خدمات آنالیز DSC آورده شده‌اند:

دستگاه DSC شرکت TA Instruments

نام محصول: Q Series DSC

ویژگی‌ها: قابلیت اندازه‌گیری انتالپی با دقت بالا، نرم‌افزار تحلیل داده‌های پیشرفته، محدوده دمایی گسترده، سیستم خنک‌کننده پنجره ایتریم باریوم مساژ، قابلیت اتصال به گازهای مختلف.

دستگاه DSC شرکت PerkinElmer

نام محصول: DSC 8000

ویژگی‌ها: سیستم اندازه‌گیری دقیق دما، محدوده دمایی وسیع، طراحی مدولار برای افزودن ویژگی‌های دیگر مانند طیف‌سنجی مادون قرمز، دیفراکتومتری و…

دستگاه DSC شرکت Mettler-Toledo

نام محصول: DSC 1

ویژگی‌ها: سیستم حرارتی مستقل با کنترل دقیق دما، محدوده دمایی گسترده، طراحی ایمنی برای جلوگیری از خطرات حرارتی.

دستگاه DSC شرکت Netzsch

نام محصول: DSC 214 Polyma

ویژگی‌ها: قابلیت اندازه‌گیری انتالپی و تغییرات حالت‌های مختلف، سیستم خنک‌کننده پنجره ایتریم باریوم مساژ، نرم‌افزار کاربر پسند برای تحلیل داده‌ها.

دستگاه DSC شرکت Shimadzu

نام محصول: DSC-60 Plus

ویژگی‌ها: سیستم گرمایشی دقیق، محدوده دمایی وسیع، نمونه‌گیری دقیق از مواد.

هر یک از این دستگاه‌ها ویژگی‌ها و مزایای مختلفی دارند که بسته به نیازهای آزمایشی شما می‌توانید انتخاب کنید. برای ارائه خدمات آنالیز DSC، شرکت‌ها و آزمایشگاه‌های مختلف ممکن است از یک یا چند دستگاه DSC مختلف به عنوان تجهیزات آزمایشگاهی خود استفاده کنند.

🚩قابلبیت های این دستگاه DSC

دستگاه DSC یا Differential Scanning Calorimetry دارای قابلیت‌های مختلفی است که اجازه می‌دهد تا تغییرات گرمایی مواد را با دقت بالا بررسی کند. این قابلیت‌ها شامل موارد زیر می‌شود:

اندازه‌گیری انتالپی: دستگاه DSC قادر به اندازه‌گیری انتالپی مواد است که نشان‌دهنده میزان گرمای تولید شده یا جذب شده توسط نمونه در طول یک فرآیند گرمایی است. این مقدار به شکل نمودار حاصل از تغییرات دمایی نمونه نسبت به نمونه مرجع در طول یک فرآیند گرمایی نمایش داده می‌شود.

تعیین دمای ذوب و انجماد: با استفاده از DSC می‌توان دمای ذوب و انجماد مواد را تعیین کرد. دمای ذوب نقطه‌ای است که ماده از حالت جامد به حالت مایع تبدیل می‌شود و دمای انجماد نقطه‌ای است که ماده از حالت مایع به حالت جامد تبدیل می‌شود.

شناسایی تغییرات فازی: DSC قابلیت تشخیص تغییرات فازی مانند تغییرات حالت‌های جامد به مایع و برعکس را دارد. این تغییرات ممکن است به علت تغییر در ساختار مولکولی و مرتبط با تغییرات حالت ماده باشند.

مطالعه رفتار حرارتی مواد: با DSC می‌توان به بررسی رفتار حرارتی مواد، مانند تغییرات شیمیایی، تجزیه‌پذیری، تغییرات مرتبط با اکسیداسیون، و رفتار ترموگرافت مواد پرداخت.

اندازه‌گیری ثابت حرارتی: از طریق DSC می‌توان ثابت حرارتی مواد را به‌دست آورد. این مقدار میزان گرمایی مصرفی یا آزاد شده در واحد تغییر دما است و معمولاً به عنوان معیاری برای بررسی رفتار ترمیک مواد استفاده می‌شود.

بررسی پایداری حرارتی: DSC قادر به بررسی پایداری حرارتی مواد در برابر تغییرات دما و شرایط گرمایی مختلف است و می‌تواند به شناخت پایداری مواد در شرایط مختلف کمک کند.

🚩مشخصات نمونه آنالیز DSC

مشخصات نمونه‌های مورد استفاده در آنالیز DSC می‌تواند بسیار متنوع بوده و بسته به نوع مواد و هدف آزمایش متغیر باشد. اما برخی از مشخصات مهم نمونه‌ها برای آنالیز DSC عبارتند از:

نوع ماده: ممکن است نمونه‌ها از انواع مواد مختلف مانند پلیمرها، فلزات، سرامیک‌ها، غذا، داروها، مواد طبیعی و… باشند.

وزن نمونه: دستگاه DSC باید توانایی تحمل وزن نمونه‌ها را داشته باشد. وزن نمونه‌ها ممکن است در محدوده کمیت‌های میلی‌گرم تا کیلوگرم قرار بگیرد.

تهیه نمونه: نمونه‌ها باید به طور دقیق و با دقت مناسب آماده شده و از هوا و رطوبت محیط محافظت گردند تا تغییرات ناخواسته در دستگاه رخ ندهد.

شکل نمونه: نمونه‌ها ممکن است به صورت پودری، فیلمی، پلیمرهای متخلخل، نمونه‌های صلب، مایع یا هر شکل دیگری باشند که قابل آنالیز با دستگاه DSC باشند.

ابعاد نمونه: ابعاد نمونه‌ها باید با دستگاه DSC سازگار باشد. این ابعاد می‌تواند از میلی‌مترها تا سانتی‌مترها یا بیشتر باشد.

خواص مورد نظر: مشخصات مورد نیاز نمونه بستگی به هدف آزمایش دارد. برای مثال، آیا نیاز به تعیین دمای ذوب دارد یا اندازه‌گیری پیک‌های انتالپی در تغییرات فازی رخ می‌دهد؟

توانایی تحمل دما: دستگاه DSC باید توانایی انجام آزمایش در دماهای مورد نیاز برای نمونه‌ها را داشته باشد. معمولاً این دماها در محدوده -150 درجه سلسیوس تا 1000 درجه سلسیوس متغیر است.