Méthode thermoanalytique permettant de mesurer les échanges d’énergie et ainsi de déterminer les caractéristiques thermiques et les changements de phase du matériau, ainsi que le pourcentage de cristallinité des polymères semi-cristallins.
La calorimétrie différentielle à balayage, comme son nom l’indique, utilise les échanges d’énergie entre le polymère testé et l’environnement extérieur pour évaluer les caractéristiques thermiques et les changements de phase, tels que la température de fusion, la température de transition vitreuse et les enthalpies associées, ainsi que la cristallisation.
Pour ce faire, l’essai est essentiellement réalisé sous gaz inerte (azote) en trois phases distinctes :
- PREMIÈRE CHAUFFAGE : L’échantillon est initialement chauffé à une température à laquelle il ne se dégrade pas, afin de déterminer sa température de fusion et sa transition vitreuse. Lors de la comparaison d’un composant avec un matériau vierge, cette phase peut révéler des phénomènes de cristallisation à chaud, des contraintes internes ou des problèmes de moulage.REFROIDISSEMENT : Après la première phase de chauffage, l’échantillon est complètement fondu et prêt à être refroidi. La recristallisation est ensuite induite, permettant aux chaînes polymères de se réorganiser et de cristalliser, éliminant ainsi ce que l’on appelle « histoire thermique ».
- DEUXIÈME CHAUFFAGE : Lors de cette phase, le matériau, revenu à des conditions thermodynamiques favorables, présente les caractéristiques de fusion thermique et/ou de transition vitreuse de la matrice polymère, éliminant ainsi l’« histoire thermique ».
De plus, la technique DSC permet d’évaluer le pourcentage de cristallinité résultant de la fusion d’un polymère semi-cristallin, ainsi que les résidus de polymérisation et de vulcanisation.
Avec la technique OIT (Temps d’Induction à l’Oxydation), l’échantillon est placé sous un flux d’oxygène à température constante et il est possible d’évaluer le temps nécessaire au déclenchement d’une réaction d’oxydation. Plus ce temps est court, plus la stabilité à l’oxydation est faible. Couramment utilisée pour déterminer l’efficacité des antioxydants et des stabilisants dans les matrices polymères et pour étudier les processus de vieillissement.
L’avantage de la technique DSC est qu’elle permet d’étudier l’histoire thermique d’un composant, de sa conception à son moulage, comparativement à un matériau vierge, à moindre coût et en peu de temps (l’analyse peut durer de quelques minutes à quelques heures). Elle permet également de tester une petite quantité d’échantillon ; en effet, seulement une dizaine de milligrammes sont utilisés.
Ce test peut être facilement couplé aux techniques d’analyse FT-IR et ATG, fournissant une image complète de la matrice polymère du matériau, de ses caractéristiques et de son comportement en température.
Le laboratoire est en mesure de réaliser les essais conformément aux exigences des normes internationales ISO 11357-1/2/3 et, fort de son expérience acquise au fil des ans, dispose d’une bibliothèque de polymères permettant de comparer les courbes de différents échantillons.
