La calorimétrie à balayage différentiel est une technique utilisée pour étudier ce qui arrive aux polymères lorsqu’ils sont chauffés. Cette technique sert à étudier les transitions thermiques d’un polymère. Les transitions thermiques sont les changements qui interviennent dans un polymère quand vous le chauffez. La fonte d’un polymère cristallin ou la transition vitreuse en sont des exemples.
Ainsi comment peut on étudier ce qui arrive à un polymère lorsqu’on le chauffe? La première étape consiste à le chauffer, évidemment. C’est ce que l’on fait dans la Calorimétrie à Balayage Différentiel, DSC pour les intimes.
Le polymère est chauffé dans un dispositif qui ressemble à cela:
Il y a deux récipients. Dans l’un des deux, le récipient témoin, vous mettez votre échantillon de polymère. L’autre, que vous laissez vide, est le récipient de référence. Les deux récipients se trouvent dans un four qui chauffe habituellement à quelque chose comme 10°c/minute. Chaque récipient contient un thermocouple relié à un ordinateur. L’ordinateur fait la différence entre la température de l’échantillon et celle de référence, et les convertit en flux de chaleur.
Pourquoi les deux récipients n’auraient-ils pas la même température? C’est simple : ils sont différents! L’un contient le polymère et l’autre pas…
L’échantillon de polymère représente de la matière supplémentaire dans le récipient témoin par rapport au récipient de référence. La présence de cette matière supplémentaire et son « inertie thermique » (plus y’a de matière, plus il faut de temps pour que tout soit chaud!) font que le récipient témoin ne sera pas à la même température que le récipient de référence.
Mesurer la quantité de chaleur supplémentaire à fournir au récipient témoin est ce que nous mesurons lors d’une manipulation DSC.
Dans les grandes lignes, voici ce que nous faisons lors d’une manipulation DSC : Sur l’axe des abscisses nous traçons la température (du four). Sur l’axe des ordonnées nous traçons la différence de chaleur entre les deux récipients, témoin et référence.
