VITA nTA 기술을 사용하는 중합체의 Nanoscale 열적 분석 그리고 특성

AZoNano 편집자에 의하여

목차

소개
Nanoscale 열적 분석 (nTA)
Nanoscale 열적 분석이 작동하는 방법
Nanoscale 열적 분석의 응용
     중합체 혼합
     다중 층막
     코팅
결론

소개

동적인 기계적인 분석 thermomechanical 분석 (TMA (DMA)), 및 미분 스캐닝 열량측정과 같은 다수 열적 분석 방법은 (DSC) 물자의 전환 온도를 결정하기 위하여 이용됩니다. 그러나, 이 방법은 단지 견본 평균한 결과를 제공하고 코팅과 필름의 열 특성에 정보를 제공하지 않습니다. 다른 열 기술은 또한, 원자 군대 (AFM) 현미경 검사법 물자의 지세 그리고 분대 배급을 결정하기 위하여 이용되었습니다. 최근에, 새로운 기술, PeakForce QNM는 기계적 성질에 있는 작은 변경 측정을 위한 비파괴적인 해결책을 제안했습니다. 상기 토론된 모든 열적 분석 방법론은 분대가 기계적 성질에 있는 상당한 변경을 보여주다 언제든지 명백한 분대와 단계 배급을 제공할 수 있습니다.

Nanoscale 열적 분석 (nTA)

Bruker 열적 분석 (VITA)는 nanoscale (nTA) 공간적 해상도를 가진 물자 표면에 현지 전환 온도의 의견을 허용하는 혁명적인 기술인 nanoscale 열적 분석을 가능하게 합니다. 그것은 전문화한 견본 표면을 접촉하기 위하여 탐사기를 이용해서 견본의 전환 온도를 측정합니다.

Nanoscale 열적 분석이 작동하는 방법

이 기술에서는, 견본에 어느 정도 점에 조정 인, 탐사기는 외팔보의 끝을 가열하고 AFM의 표준 光速 편향도 탐지를 이용해서 편향도를 측정합니다. 견본은 점점 뜨거워질 때, 그로 인하여 수직 편향도 신호를 증가하는 상승 방법에 있는 탐사기를, 확장하고 밉니다. 물자는 전환 온도에 연화해 얻고 외팔보의 군대는 견본 표면을 모양없이 합니다. 이것은 탐사기가 견본을 통해서 관통하고 외팔보의 편향도를 감소시키는 것을 허용합니다.

편향도 신호의 사면 변경은 열 전환이 일어났다는 것을 표시합니다. nTA에서 사용된 AFM 외팔보는 MEMS 외팔보의 다리 사이 전도성 경로를 생성하기 위하여 기술을 특색짓습니다. 외팔보는 실리콘을 사용하여 제조 이고 경로는 반도체에 첨가하는 소량의 불순물의 각종 사격량을 가진 실리콘을 이식해서 생성됩니다.

이 방법에서 이용된 고열 경사로 비율을 가능하게 하고 급속한 지방화한 견본 난방을 허용하는 숫자 1. 실리콘 특징 높은 열 전도도에서 탐사기의 SEM 심상은 묘사되었습니다. 최고 방법이 지방화한 난방을 위한 접근 가능한 온도 편차에 의하여 그리고 필수품은 중합체의 분석을 위한 nTA 기술에게 합니다.

숫자 1. nTA 측정에 사용되는 microfabricated 열 탐사기의 SEM 심상. 삽입물은 견본 표면과의 연락하는 끝의 급상승입니다.

Nanoscale 열적 분석의 응용

nanoscale에 물자의 모든 특성을 위한 중합체 필드에 있는 nTA의 중요한 응용은 아래에 상세합니다.

중합체 혼합

AFM는 널리 이용됩니다 계속 각종 중합체 혼합 견본에 있는 배급 그리고 견본 크기를 성격을 나타내기 위하여. 견본의 도메인은 단계 화상 진찰을 사용하여 구상될 수 있고 숫자 2와 3.에서 보이는 것처럼 지세 데이터 기술은, 다른 물자를 확인하고 또한 도메인이 섞인다는 것을 결정하고는 또는 완전히 분리된 단계 동안 nTA 사용됩니다. 숫자에서 이용된 견본은 실내 온도에 외팔보 보다는 더 뻣뻣한 혼합할 수 없는 혼합입니다. 그러므로, 기계적 성질에 있는 변이에 근거를 둔 물자 식별은 신뢰할 수 없게 될 수 있습니다. 그러나, 전환 온도는 분대 사이에서 상당히 변화하고 nTA를 사용하여 직접 구성요소 식별을 허용합니다.

(a)

(b)

숫자 2. (a) 폴리스티렌의 4µm x 4µm TappingMode AFM 심상 - 낮 조밀도 폴리에틸렌 (PS-LDPE) 혼합. 빨강과 파란 원형은 PS 도메인 및 LDPE 매트릭스에 있는 VITA 측정을 위해 이용된 위치를, 각각 강조합니다. (b) 매트릭스에 있는 도메인 안쪽에 PS 유리 전이 온도 및 LDPE 녹는 전환을 재생 가능하게 보여주는 VITA nTA 측정, 따라서 구성요소 배급 명백하게 확인.

(a)

(b)

숫자 3. (a) 폴리에틸렌 산화물의 4µm x 2µm TappingMode AFM 심상 - (남겨두는) 지세와 (맞은) 단계를 모두 보여주는 규칙 배열 폴리프로필렌 (PEO sPP) 혼합. 빨간 원형은 작은 도메인을 강조하고 nano 열적 분석이 능력을 발휘한 후에 파란 원형은 유사한 도메인을 강조합니다. (b) 파란 원형의 위치에 실행되는 VITA nTA 측정. 곡선은 PEO에 독특한 전환 온도를, sPP 용해 전환에 의해 따라 보여줍니다. 외관상으로는, AFM 심상에서 눈에 보이는 작은 특징은 즉시 통과되는 얕은 PEO 도메인을 나타내, 작은 PEO 도메인을 둘 다 느끼는 것을 탐사기가 허용하고 sPP 매트릭스를 밑에 있.

다중 층막

다중 층막은 각종 포장 응용을 위해 널리 이용됩니다. 다중 층막의 개별적인 층은 마지막 필름에 각종 속성을 제공합니다. 숫자 4는 식품 포장에서 이용된 다중 층막을 보여줍니다. 열적 분석이 합성 더미를 성격을 나타내는을 위해 사용되는 동안, nTA는 개별적인 층에 있는 열 속성의 제자리 측정을 가능하게 합니다. 이것은 어떤 층에 있는 각종 결점 확인 이외에 각 층의 식별을, 허용합니다. 어떤 층의 전환 온도는 또한 어떤 전환 온도 기온변화도든지 확인하기 위하여 지도로 나타날 수 있습니다.

(a)

(b)

숫자 4. (a) 식품 포장을 위해 이용되는 십자가 구분된 다중 층막의 25µm x 12µm TappingMode 지세 심상. (b) 각 층에 있는 명백한 열 전환을 보여주는 VITA nTA 데이터. 파란 곡선은 외부 층에서 포장 (AFM 심상의 좌우 측에) 장악되고 고밀도 폴리에틸렌을 표시하는 높은 전환 온도를 전시합니다. 녹색 곡선은 중심 층 (AFM 심상의 센터) 및 전시회에서 에틸렌 비닐 알콜 (EVOH)에 독특했던 매우 더 낮은 전환 온도, 방벽 층을 위한 전형적인 선택 장악되었습니다. 그것의 중간 전환 온도를 가진 빨간 곡선은 얇은 층에서 장악되 중심 층을 포위하.

코팅

유기 중합 물자는 그들의 외관 및 내식성 때문에 몇몇 응용에 있는 코팅으로 광대하게 이용됩니다. 더 얇은 코팅을 이용하는 증가 경향에 의하여 전통적인 열적 분석 계기를 가진 코팅을 분석하 것을 어려워던 했습니다. nTA 기술은 nanoscale 계속 공간적 해상도를 제공하는 그것의 기능의 덕택으로 더 얇은 코팅의 열적 분석에서 매우 성공합니다. 숫자 5는 2 분대 단단한 윤활유 코팅에 있는 물자 배급을 charecterize 위하여 VITA nTA를 이용하는 응용을 보여줍니다.

(a)

(b)

숫자 5. 2 분대 단단한 윤활유 코팅의 광학적인 심상 (a). 원형은 nTA 데이터가 취한 위치를 표시합니다, 군기는 도표 (b)에 있는 곡선과 상관합니다. 도표에 있는 nTA 데이터는 그들의 명백한 전환 온도에 의하여 명확하게 2개의 다른 코팅을 확인합니다. 녹색 곡선에 있는 전환 온도 완전한 결핍은 분대가 녹색 원형의 위치에 나타나 보여줍니다.

결론

VITA nTA 기술은 현미경 검사법과 이질성과 열 속성의 공간 배급을 제시하기 위하여 열적 분석을 결합합니다. 이 기술은 마이크로 및 nanoscale에 전환 온도를 결정합니다. 이 기술의 주요 이점은 마이크로에 물자 및 중요한 기계적 성질 변이 없이 조차 nanoscale의 명백한 특성입니다. 전환 온도의 지식은 물자를 확인하고 무조직 크리스탈 양식에 있다는 것을 결정하기에서 도울 수 있습니다. 모듈은 과학자가 견본을 현지에 가열하고 마이크로 및 nanoscale에 지구의 열 속성을 측정하는 것을 허용하는 microfabricated 열 탐사기를 이용합니다. 이것은 VITA에게 중합체 혼합 또는 합성물 분석을 위해 부속 적당한 만듭니다.

Bruker

Bruker Nano 표면은 그들의 강력한 디자인 및 사용 용이를 위한 그밖 상업적으로 이용 가능한 시스템에서 우수한 원자 군대 현미경/스캐닝 탐사기 현미경 (AFM/SPM) 제품을 제공합니다, 하는 동안 고해상 유지. 우리의 계기 전부의 일부분인, NANOS 측정 헤드는 표준 연구 현미경 목적 보다는 아니 더 크다 준비 콤팩트를 이렇게 만드는 공가 편향도 측정을 위한 유일한 광파이버 간섭계를 채택합니다.

이 정보는 Bruker 계속 Nano 표면에 의해 제공된 물자에서 sourced, 검토해서 그리고 적응시켜 입니다.

이 근원에 추가 정보를 위해 Bruker Nano 표면을 방문하십시오.

 

Date Added: Apr 1, 2011 | Updated: Jan 23, 2014

Last Update: 23. January 2014 11:17

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