โดย: บริษัท เมทเล่อร์-โทเลโด (ประเทศไทย) จำกัด
Mettler-Toledo (Thailand) Limited
การวิเคราะห์ความร้อนของพอลิเมอร์ ก่อนขึ้นรูปเป็นบรรจุภัณฑ์ และอื่นๆ ด้วยเทคนิค Differential Scanning Calorimetry
บทความนี้เป็นบทความแรกใน 6 บทความเรื่องการวิเคราะห์ความร้อนของโพลิเมอร์ ซึ่งจะมีการสาธิตและอธิบายถึงผลกระทบต่างๆ ที่สามารถทำการวิเคราะห์ด้วยความร้อนเพื่อกำหนดตัวอย่างการทดลองโดยการใช้วัสดุพลาสติก 3 ประเภทคือเทอร์โมพลาสติก (PET) เทอร์โมเซ็ท (UK 600) และยาง (WOO1) ซึ่งการวิเคราะห์ความร้อนนี้ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมพอลิเมอร์ ปิโตรเคมี เคมีภัณฑ์ ยานยนต์ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรมอาหาร และเครื่องสำอาง ตลอดจนงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์
การวิเคราะห์ความร้อนประกอบไปด้วยการใช้เทคนิคที่ต้องใช้เวลาในการวัดคุณสมบัติทางกายภาพของสาร และยังต้องใช้เทคนิค และโปรแกรมในการควบคุมอุณหภูมิ ซึ่งได้แก่ DSC (Differential Scanning Calorimetry) TGA (การวิเคราะห์ด้วย) Thermograviatric Analysis; (TMA) (การวิเคราะห์ทางความร้อน) และ DMA (Dynamic Mechanical Analysis)
เครื่องมือ Thermal Analysis เป็นเครื่องมือที่ใช้สำหรับการวิเคราะห์ วิจัย และพัฒนาการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการในการควบคุมคุณภาพของวัสดุและการวิเคราะห์ถึงความเสียหาย ไปจนถึงการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ที่จะทำการผลิต อย่างเช่น ค่าความชื้น, Additive, Plasticizers, Filler และปริมาณของ Impurity หรือ Contaminate ที่ปนเปื้อนอยู่
นอกจากนั้น ยังมีวิธีการต่างๆ ที่เป็นข้อมูลเกี่ยวกับการแปรรูปของความร้อน และการปรับสภาพ (การจัดเก็บและการใช้งาน) ในเรื่องของความเค้น (Mechanical Stress) และความเครียดเชิงกล (Mechanical Strain) รวมไปถึงการเปลี่ยนแปลงขนาด (Dimensional Change) อีกด้วย
โดยบทความแรกนี้จะอธิบายถึงวิธีการใช้ DSC ในเชิงการวิเคราะห์เทอร์โมพลาสติก PET (polyethylene terephthalate) ให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยผลของวิธีการต่างๆ จะถูกนำมาเปรียบเทียบกัน โดยหัวข้อหลักที่จะกล่าวถึง ได้แก่ Glass transition, Cold crystallization, Recrystallization, Melting, and Thermal history.
This is the first of a series of six articles on the thermal analysis of polymers. The aim is to demonstrate and explain the various effects that can be measured by thermal analysis to characterize samples. The experiments have been performed using three different types of plastic materials, namely a thermoplastic (PET), a thermoset (UK 600), and an elastomer (WOO1). Thermal analysis is widely used in the polymer, petrochemical, chemical, pharmaceutical, automotive, microelectronics, food, and cosmetics industries as well as in scientific research.
Thermal analysis encompasses a group of techniques that are to measure the physical properties of a substance as a function of time while the substance is subjected to a controlled temperature program. The techniques include DSC (Differential Scanning Calorimetry), TGA (Thermogravimetric Analysis), TMA (Thermomechanical Analysis) and DMA (Dynamic Mechanical Analysis).
Thermal analysis is employed in research and development, process optimization, quality control, material failure and damage analysis as well as to analyze competitive products. For example, the influence of moisture content, additives, plasticizers or fillers, and the content of impurities and contaminants can be determined from thermal measurements.
Furthermore, the different methods yield information about the processing, thermal history and pretreatment (storage and use), mechanical stress or strain, and dimensional changes.
This first article describes how DSC is used to analyze a thermoplastic, PET (polyethylene terephthalate), as comprehensively as possible (1). The results of the various methods are compared with one another. The main topics discussed are Glass transition, Cold crystallization, Recrystallization, Melting, and Thermal history.