Bestimmung der Glasübergangstemperatur nach DIN EN ISO 11357-2
Das DSC-Verfahren funktioniert, indem eine Probe zusammen mit einer Referenz, deren thermische Eigenschaften bekannt sind, einer kontrollierten Temperaturerhöhung unterzogen wird. Während des Temperaturanstiegs wird die Differenz der Wärmemengen gemessen, die aufgebracht werden müssen, um Probe und Referenz auf der gleichen Temperatur zu halten. Diese Differenz ergibt sich aus den Energieänderungen in der Probe, die durch Phasenübergänge, wie z. B. den Glasübergang, hervorgerufen werden.
Der Glasübergang ist kein scharfer Phasenwechsel, sondern ein Bereich, in dem der Kunststoff von einem spröden, glasartigen Zustand in einen viskoelastischen Zustand übergeht. Während dieses Übergangs verändert sich die spezifische Wärmekapazität des Materials, was sich im DSC-Signal als endothermer Effekt zeigt. Dieser Effekt tritt auf, weil der Kunststoff im viskoelastischen Zustand mehr Energie benötigt, um sich weiter zu erwärmen, da die Molekülbeweglichkeit zunimmt.
Die Glasübergangstemperatur wird dabei durch eine charakteristische Änderung der DSC-Kurve ermittelt. Diese zeigt sich als ein Knick oder eine Verschiebung der Baseline, was auf die Änderung der spezifischen Wärmekapazität hindeutet. Der Punkt oder der Temperaturbereich, in dem diese Veränderung auftritt, wird als die Glasübergangstemperatur (Tg) bezeichnet. Eine präzise Bestimmung der Tg ist für viele Anwendungen entscheidend, da Kunststoffe oberhalb dieser Temperatur weicher und formbarer werden, während sie unterhalb der Tg spröder und härter sind.
Dank der genauen und reproduzierbaren Ergebnisse, die mit dieser Methode erzielt werden, liefert die DIN EN ISO 11357-2 wertvolle Daten, die für die Entwicklung, Herstellung und Anwendung von Kunststoffen von großer Bedeutung sind.
