R&D자료

오늘은 강소특구연구센터에서 보유하고 있는 열분석 장비 중 하나인 시차주사열량계에 대하여 알아보겠습니다.

Differential Scanning Calorimetry (DSC)는 물질의 열적 특성을 분석하는 데 사용되는 정밀한 열 분석 기법입니다. DSC는 주로 물질의 열적 변화를 측정하여 다양한 물리적 및 화학적 정보를 제공합니다. DSC의 기본 원리와 활용 방법을 다음과 같이 설명할 수 있습니다.

[DSC의 기본 원리]

1. 기본 작동 원리: DSC는 두 개의 샘플 셀을 사용하여 열적 변화를 측정합니다. 하나는 샘플 셀이고 다른 하나는 참조 셀입니다. 두 셀 모두 동일한 온도 변화 조건 하에서 열을 가하게 되며, 이 두 셀의 온도 차이를 측정하여 샘플이 흡수하거나 방출하는 열량을 분석합니다.

2. 온도 변화: DSC는 샘플의 온도를 일정하게 변화시키면서, 샘플과 참조 셀 간의 열적 차이를 기록합니다. 이 과정에서 물질의 상전이, 열용량 변화, 열적 반응 등을 측정할 수 있습니다.

[DSC의 주요 응용 분야 및 활용 방법]

1. 상전이 온도 측정 

- 용융점: 고체가 액체로 변하는 온도를 측정합니다. 이는 고체의 물리적 성질이나 순도를 확인하는 데 유용합니다.

- 결정화 온도: 액체가 고체로 변하는 온도를 측정합니다. 주로 폴리머와 같은 물질에서 확인할 수 있습니다.

- 유리 전이 온도 (Tg): 유리 상태에서 고무 상태로 변하는 온도를 측정합니다. 폴리머의 물리적 특성을 이해하는 데 중요한 데이터입니다.

2.열적 반응 분석 

- 화학적 반응: 열분해, 산화, 또는 기타 화학적 반응이 발생할 때의 열적 변화를 측정합니다. 이는 화학 물질의 안정성 평가 및 반응 메커니즘 연구에 유용합니다.

- 열 안정성: 물질이 열에 노출될 때의 안정성을 평가합니다. 이는 제약 산업에서 약물의 열적 안정성을 확인하는 데 중요합니다.

3. 고분자 및 재료 연구

폴리머의 물리적 성질, 예를 들어 결정화와 용융의 특성을 연구하는 데 사용됩니다. 이는 재료의 최적화와 개발에 도움을 줍니다.

[DSC의 장점]

높은 정밀도: 매우 정확한 열적 특성 측정이 가능합니다.

다양한 응용: 물질의 열적 거동을 광범위하게 연구할 수 있습니다.

DSC는 물질의 열적 특성을 깊이 이해하는 데 필수적인 도구로, 재료 과학, 화학, 제약 및 다양한 산업 분야에서 폭넓게 활용됩니다.

강소특구연구센터에서 보유하고 있는 DSC는 Perkinelmer사의 DSC4000입니다.

보유 장비는 주로 고분자 펠릿의 융점 및 결정화 온도 유리전이 온도를 측정하고 있습니다

[사양]

- Temp. range : -70~400°C

- Heating rates : 0.1 up to 100°C/min

- Resolution : 0.025 / 0.1 μg

샘플는 다중 측정을 위한 시료당 5g 필요합니다.

DSC 셀의 오염 방지를 위하여 열에의한 화학 반응 물질이나 발포물질은 측정이 어렵습니다.

측정전에 물질에 대한 내용은 담당자와 협의를 통해 진행 부탁드립니다.

지금까지 DSC 설명이였습니다.

감사합니다.

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