19Kunststof Magazine, maart 2007, nummer 2

Hoge-snelheids calorimetrie — en met name High Perfor-mance Differentiële Scanning Calorimetrie/Calorimeter (HPer DSC1) — staat momen-teel sterk in de belangstelling. Met de meeste commerciële ‘Standaard’ DSC’s kunnen momenteel hogere, gecon-

Betere en snellere karakterisering van kunststoffen

Mogelijkheden en voordelen van hoge-snelheids DSCRecent is High Performance Differentiële Scanning Calorimetrie (HPer DSC) geïntroduceerd; een metho-de die het mogelijk maakt met hoge scansnelheden warmte-effecten kwantitatief te meten. De apparatuur hiervoor is inmiddels commercieel beschikbaar onder de naam HyperDSC. Constante opwarm- en afkoel snelheden tot 500 °C/min respectievelijk 300 °C/min zijn mogelijk, naast de gebruikelijke snelheden van Standaard DSC rond 10 °C/min; en dat alles met één apparaat. Combinaties van optimale snelheden voor onderzoek aan kunststoffen en farmaceutische stoffen kunnen nu gekozen worden. Daarmee worden moge-lijkheden geschapen ‘real-life’ processen na te boot-sen; inclusief industriële verwerkingstechnieken zoals extrusie, spuitgieten en filmblazen. Eveneens is het mogelijk om de kinetiek van allerlei verschijnselen te bestuderen waaronder (heet-, koud-, her-) kristallisatie, smelten, vaste stof overgangen, reorganisatie, annea-ling, ver- en ontglazen; en het in korte tijd meten aan minuscule hoeveelheden (tot microgram niveau) stof-fen, materialen en producten met hoge gevoeligheid.

Vincent B.F. Mathot, Geert Vanden Poel, Thijs F.J. Pijpers

troleerde (d.w.z. constante) opwarmsnelheden gehaald worden dan de gebruikelijke snelheid van ca. 10 °C/min. Er is momenteel echter maar één type calorimeter die in staat is te meten met aan-zienlijk hogere snelheden in zowel afkoelen als opwarmen:

de power-compensation DSC (PerkinElmer, Shelton, U.S.A.). Met zijn kleine ovens — de Diamond DSC bestaat uit twee kleine ovens van elk 1 gram — zijn strikt-constante afkoel-snelheden tot 300 °C/min en opwarmsnelheden tot 500 °C/min mogelijk, afhankelijk van het gebruikte temperatuursge-bied en de wijze van koeling.

De reden van de toegeno-men populariteit van hoge-snelheids calorimetrie komt doordat diverse processen in de praktijk bij hogere snel-heden verlopen — voorna-melijk bij hogere afkoelsnel-heden — dan haalbaar met Standaard DSC en omdat de meeste materialen en stoffen, waaronder kunststoffen en farmaceutische stoffen, zich in metastabiele toestanden be-vinden. De thermische historie — met name de afkoel- en opwarmsnelheden — en de monster/productbehande-

ling blijken het gedrag en de eindeigenschappen drastisch te beïnvloeden. Dergelijke ver-schijnselen zijn welbekend bij thermische analisten: dagelijks hebben zij te maken met on-derkoeling, amorfisatie, ‘heet’ kristallisatie (vanuit de smelt) en ‘koud’ kristallisatie (vanuit de glastoestand), herkristalli-satie (na smelten), annealing (bak- en uithardingsproces-sen) et cetera.

Onderzoekers hebben daarom graag de mogelijkheid de meet-condities naar hun hand te zet-ten; niet alleen om de metasta-biliteit te meten, maar ook om deze te kunnen beïnvloeden. Uiteindelijk willen onderzoe-kers en productontwikkelaars de resultaten van de analyse — in dit geval de HPer DSC analyse — koppelen aan de producteigenschappen. In dit artikel worden voorbeelden van metastabiliteit gegeven en tevens de mogelijkheden in dit

Een lage-massa oven (rechts) die gebruikt wordt in de (Power Compensation) HyperDSC, vergele-ken met een grotere, standaard (Heat Flux) DSC oven. Elke DSC gebruikt er twee: één voor het monster en één als referentie.

Onderzoek

Lage Hoge-Snelheids CalorimetrieKey-succes factoren:

Goede warmtegeleiding en lage-monstermassa

Sta

ndaa

rd D

SC

:sn

elhe

id

ca. 1

0 °C

/min

Lage-massa oven

HyperDSCTM

snelheden tot 500 °C/min

'Ultra fast calorimetrie met chip technologie'snelheden tot 60.000 °C/min en zelfs tot 6x109 °C/min (alleen opwarmen)

Figuur 1: Evolutie van Standaard DSC naar een range van lage- tot hoge-snelheids calorimeters.

High Performance DSC (HPer DSC)

Kunststof Magazine, maart 2007, nummer 220

Ond

erzo

ek

belang en vooral hoe de mon-stermassa en de scansnelheid (met name bij afkoelen) die beïnvloeden. De ontwikke-ling bij DSM leidde tot de High Performance DSC1,2, (afgekort met HPer DSC), die later door PerkinElmer werd gecommercialiseerd onder de merknaam HyperDSC2.

In figuur 1 wordt ook de ‘ultra fast calorimetrie’ via bijvoor-beeld de ‘chip calorimeter’ genoemd4,5,6 waarmee gecon-troleerd koelen en opwarmen mogelijk is met constante snelheden tot 60.000 °C/min en in opwarmen alleen tot wel 1.2x107 °C/min6; en zelfs nog veel hogere opwarmsnelhe-den (6x109 °C/min!) met de highspeed pulse-calorimeter.

verband van hoge-snelheids calorimetrie gedemonstreerd aan de hand van de huidige commerciële versies: de Pyris 1 and Diamond DSC’s met de HyperDSCTM-techniek2 van PerkinElmer.

Ontwikkeling startte bij DSMOmdat het voor de industrie dus belangrijk is de afkoel- en opwarmsnelheden drastisch te kunnen variëren, werd eind jaren ’90 bij DSM Research in Geleen een project gestart om hierin op het gebied van ther-mische analyse te voorzien. Het was duidelijk dat hogere snelheden noodzaakten tot verkleining van relevante in-strumentonderdelen — met name de meetcel — om de thermische geleiding te verbe-teren. Verlaging van de mon-stermassa’s van mg naar µg niveau leek ook noodzakelijk. Daarom werd gekozen voor een commerciële calorimeter met een zeer kleine oven in combinatie met het voordeel van het ‘power-compensatie’ principe. Dit maakt een di-recte meting van de warmte-stromen mogelijk en leidt tot uitstekende beheersing van de monstertemperatuur — en daarmee van de scansnelheid. (Zie figuur 1). Natuurlijk is bij hoge scansnelheden de tem-peratuurcalibratie van groot

met spuitgieten zal hierop waarschijnlijk een uitzonde-ring zijn, omdat de afkoelsnel-heid in het contactoppervlak met de mal ter plekke meestal te hoog is om nagebootst te kunnen worden. Om te meten bij zeer hoge afkoelsnelheden kan dus de chip calorimeter5,6 ingezet worden. De benodigde exacte informatie omtrent de actuele afkoelsnelheden als functie van de doorsnee (van huid tot kern) van een verwerkt product ontbreekt echter vooralsnog, omdat de vereiste modelering nu nog de experimentele gegevens1,3,7 ontbeert. Bovendien zijn nog slechts de eerste stappen op weg naar een praktische en doeltreffende wijze van cor-rectie voor het thermisch ‘na-ijlen’ (het optreden van ‘ther-mal lag’) gezet3, een belangrijk item voor hoge-snelheids calo-rimetrie.

Voor de industrie is dit soort informatie kritisch. Immers, vanwege de kostbare verwer-kingsapparatuur die gebruikt wordt is optimalisatie van verwerking — en met name verkorting van de cyclustijd bij processen als spuitgieten — van groot belang. Voor po-lymeerverwerking betekent dit veelal dat het materiaal sneller moet uitkristalliseren zodat het sneller uit de mal kan worden gehaald. Soms is het echter juist nodig het kris-tallistieproces te vertragen om goede oppervlakte-eigen-schappen te verkrijgen. Rea-listische informatie is tevens van vitaal belang voor een snelle iteratie binnen de ‘cycle of knowledge’2 teneinde de materiaalontwikkeling van nieuwe typen en optimalisa-tie van bestaande typen te versnellen.

Meer realistisch metenEen opmerkelijk voorbeeld hiervan is te vinden in fi-guur 4.2 In afkoelen met 10 °C/min — de karakteristieke

Bij de chip calorimeter ver-laagt men de massa van het te onderzoeken monster tot 100 nanogram schaal. Deze instrumenten zijn echter niet commercieel verkrijgbaar, niet erg gebruikersvriendelijk en nogal tijdrovend in het ge-bruik. Hoewel dus niet bijster geschikt voor het industrieel onderzoek van alledag zijn de instrumenten en methoden wel zeer interessant voor we-tenschappelijk onderzoek.

Koppelen van experiment met praktijk en met verwerkingAls voorbeeld van een indu-strie-relevant experiment laat figuur 2 voor polypropeen (PP) de drastische verlaging van de temperaturen van kristallisatie met toenemende afkoelsnelheid zien. Tevens nemen de oppervlakken onder curven af zodat ook de kristalliniteit afneemt.

Figuur 3 laat een analoog beeld zien — verlaging van de kristallisatiepiektempera-tuur, Tc, met toenemende af-koelsnelheid — voor een po-lyamide (Nylon) 6 (PA6). Met de beschikbare afkoelsnelhe-den kunnen ook de meeste verwerkingssnelheden van industriële processen gerepro-duceerd worden (zie dezelfde figuur). De oppervlakte/huid van een product verkregen

70 80 90 100 110 120 130 140

c250 c200 c150 c100 c50 c40 c30 c20 c10 c5

Temperature (°C)

1 . 9 7 3 m g

5 J / ( g ° C )

e n d o

e x o

dq/d

T

Invloed afkoelsnelheid op kristallisatie

PolypropeenToenemende

afkoelsnelheid:kristallisatie

bij afnemende temperaturen en

lagere kristalliniteiten

Figuur 2: Afkoelen (c) van een polypropeen met verschillende snelheden (5 tot 250 °C/min) en de invloed daarvan op het kristallisatiegedrag.

0 50 100 150 200 250130

140

150

160

170

180

190

Sc (°C/min)

Tc = 1.025 mg Tc = 0.654 mg

Invloed afkoelsnelheid op kristallisatie: piek temperaturen

Polyamide 6

Afkoelsnelheden van de meeste verwerkings-

technieken kunnen met HPer DSC

geïmiteerd worden

Figuur 3: Kristallisatie piek temperaturen, Tc (°C), uit afkoelcurven bij verschil-lende snelheden voor een Polyamide 6.

Rotatiegieten ExtrusieKern — Spuitgieten — Huid

Filmblazen

Voordeel van hoge afkoelsnelheden!

21Kunststof Magazine, maart 2007, nummer 2

Onderzoek

len die door de snelle afkoe-ling relatief klein en imperfect zijn bij relatief lage tempe-raturen (dit veroorzaakt de lage-temperatuur piek); ver-volgens zien moleculen kans bij de bereikte temperatuur te herkristalliseren in grotere en/of meer perfecte kristal-len met hogere smeltpunten alvorens definitief te smelten (dit veroorzaakt de hoge-temperatuur piek). Opwar-men met een hoge snelheid van 300 °C/min onderdrukt de herkristallisatie volledig, waardoor alleen de lage-tem-peratuur piek overblijft (zie figuur 6).

Veel onderzoeken moeten opnieuw worden gedaan Vaak wordt bij kunststoffen en farmaceutische stoffen het verband tussen afkoelen (bij-

snelheid van Standaard DSC — werden twee pieken ge-meten voor kristallisatie van een Ziegler-Natta lineair lage-dichtheids polyetheen/ lage-dichtheids (hoge druk) polyetheen (LLDPE/LDPE) blend. Dit zou kunnen bete-kenen dat er bij het filmbla-zen segregatie door kristal-lisatie zou kunnen optreden met alle gevolgen van dien, zoals optische en mechani-sche problemen. HyperDSC metingen in afkoelen met 150 °C/min laten echter zien dat er in de praktijk waarschijn-lijk geen probleem is: bij deze — meer realistische — afkoel-snelheid wordt slechts één kristallisatiepiek gemeten. Hoogstwaarschijnlijk treedt bij deze hoge snelheid aan-zienlijke co-kristallisatie van moleculen van verschillende oorsprong op en wordt se-gregatie effectief verhinderd. Het zal duidelijk zijn dat in dit geval zonder gebruik van HyperDSC de onderzoeker of de analist belangrijke infor-matie mist en op die manier kostbare materiaalontwikke-ling de verkeerde kant op zou kunnen sturen.

Als na afkoelen met hoge snel-heden opgewarmd wordt met 10 °C/min — zoals gebrui-kelijk is met Standaard DSC — dan loopt men vaak tegen het probleem van reorganisa-tie aan. Figuur 5 laat het veel voorkomende beeld van twee smeltpieken na relatief snel afkoelen en langzaam opwar-men zien. Dergelijke curven kunnen als een soort vingeraf-druk aangewend worden om na te gaan bij welke snelheid (orde van grootte) het materi-aal (eigen of concurrent mate-riaal) is afgekoeld. Metingen waarbij de opwarmsnelheid gevarieerd wordt, laten zien dat de oorzaak van de reorga-nisatie gezocht moet worden in het optreden van herkris-tallisatie. Bij herkristallisatie smelten moleculen in kristal-

titatieve karakterisering van materialen op dit moment en speelt bij alle analytische tech-nieken die slechts langzaam kunnen opwarmen een rol. Zoals hier is gebleken is 10 °C/min al gauw te langzaam voor het verhinderen van her-kristallisatie, terwijl herkris-tallisatie binnen de ‘klasse’ van reorganisatieprocessen als een relatief langzaam proces gekenschetst moet worden. Verwacht wordt dat veel gerapporteerde onder-zoekingen opnieuw gedaan zullen moeten worden met toepassing van (veel) hogere opwarmsnelheden om het optreden van reorganisatie te (ver)hinderen.

Kwantitatieve metingen;ook bij hoge snelhedenOmdat metingen met hoge snelheden weinig tijd in be-slag nemen kan de ‘drift’ van een geoptimaliseerde HPer DSC verwaarloosbaar zijn. Dat betekent dat ook bij toe-passing van hoge snelheden kwantitatief gewerkt kan worden, vandaar dat voor de naam ‘High Performance’ DSC werd gekozen: een HPer DSC is méér dan het kunnen meten met hoge snelheden. Referentie 1 laat zien dat bij snelheden van bijvoorbeeld 100 °C/min warmtecapaci-teitsmetingen mogelijk zijn. Recent2 is voor een hoge-dicht-heids polyetheen (HDPE) een extreem experiment getoond: een 0.39-mg monster werd met 150 °C/min in één keer opgewarmd van -175 °C naar 200 °C, resulterend in een continue warmtecapaciteits-meting over een ongelooflijk groot temperatuursgebied in slechts een paar minuten.

Hogere gevoeligheid; werken met minusculehoeveelhedenVerhoging van de snelheid verhoogt de gevoeligheid van een DSC omdat het instru-ment de warmteverandering

voorbeeld tijdens spuitgieten) en opwarmen — en daardoor ook tussen kristalliseren en smelten — door reorganisa-tieprocessen teniet gedaan.1,5 In dergelijke gevallen gaat ook het verband verloren tussen de gevonden smelt-temperaturen en de morfolo-gie-informatie verkregen bij kamertemperatuur met tech-nieken als kleine-hoek rönt-gen verstrooiïng (SAXS) en grote-hoek röntgen diffractie (WAXD); transmissie elektro-nenmicroscopie (TEM); ato-mic force microscopie (AFM) enzovoort. Het gevolg is dat belangrijke relaties, zoals de Gibbs-Thomson-relatie, niet langer toepasbaar zijn. Reor-ganisatie tijdens opwarmen (en zelfs al tijdens afkoelen) is dan ook één van de groot-ste problemen bij een kwan-

150 ° C/m in

10 ° C/min

96 ° C

107.9 ° C 98.9 ° C

‘ ’ snelhei

kristallisatie n

Monster massa :

4.215 mg

Monster massa : 0.766 mg

dq/dT

Endo

LLDPE/LDPE blend voor Film-toepassingen:invloed afkoelsnelheid op kristallisatie en co-kristallisatie

l.g.v. hoge afkoelsnelheid één kristallisatieplekin afkoelen in overeenstemming met de film

blaaspraktijk

Figuur 4: Afkoelen van een LLDPE/LDPE blend met een standaard snelheid van 10 °C/min veroorzaakt segregatie door kristallisatie; afkoelen met 150 °C/min geeft cokristallisatie.

l.g.v. afkoelen met de karakteristieke 'labora-torium'-snelheid diverse

kristallisatiepieken

Voordeel van hoge afkoelsnelheden!

120 130 140 150 160 170 180

Temperature (°C)

c250h10

c200h10

c150h10c100h10

c50h10

c40h10c30h10c20h10

c10h10

c5h10

1.973 mg

Polypropylene

endo

exo

10 J/(g°C)

dq/d

T

Invloed afkoelsnelheid tijdens kristallisatie op smelten met 10 °C/min

Reorganisatiedoor

herkristallisatie

Figuur 5: Smelten en herkristallisatie van een polypropeen tijdens opwarmen (h) met 10 °C/min na afkoelen (c) met verschillende snelheden (5 tot 250 °C/min).

Polypropeen

Kunststof Magazine, maart 2007, nummer 222

Ond

erzo

ek

(dQ) van monster t.o.v. re-ferentie per tijdseenheid (dt) meet, dQ/dt (W), en dezelfde warmteverandering ten ge-volge van bijvoorbeeld kris-talliseren of smelten nu in een kortere tijd plaatsvindt. Ook de thermische ‘lag’ neemt echter toe; reden om de mon-sterhoeveelheid te verkleinen. Het vermogen om aan minus-cule hoeveelheden stof nog kwantitatieve metingen te kunnen doen is een nieuw en groot voordeel.

Hoe laag kan de monster-massa zijn? De auteurs is ge-bleken dat meting aan een 400 n(ano)g monster nog mogelijk is.3 Men zal zich afvragen of een dergelijke monstername nog representatief is. Als het materiaal of product op deze schaal nog homogeen is, is er uiteraard geen probleem; materialen blijken met de mo-derne verwerkingsmethoden steeds zuiverder geprodu-ceerd te worden. Als echter het slechte nieuws is dat er verontreinigingen; gels; stof-fen met kleurverschillen; on-regelmatigheden aan het op-pervlak etc. aanwezig zijn, dan is het goede nieuws dat die nu met HPer DSC tot op microgramniveau gemeten kunnen worden.

Figuur 7 geeft een goed voorbeeld van gebruik van het lage-monstermassa ver-mogen van de PerkinElmer Diamond DSC met de Hy-perDSC™-techniek, in combi-natie met een SEC (size exclu-sion chromatography) — LC (Lab Connections) Transform set-up. Door het verdampen van het oplosmiddel van de

SEC output kunnen kunststof-fracties met de LC Transform geïsoleerd worden en op een roterende schijf gesputterd worden: zo wordt een frac-tionering als functie van de molmassa gerealiseerd. Het kunststof-spoor op de schijf kan dan vervolgens met FTIR geanalyseerd worden op aan-wezigheid van en hoeveelheid korte-ketenvertakking (KKV) als functie van de molmassa. Nieuw is nu dat na verwijde-ren van fracties kunststof van

de schijf ook meting van elk van die fracties met de HPer DSC mogelijk is. Daar de hoe-veelheid uitgangsmateriaal voor SEC (ca. 800 µg kunst-stof) gedurende de jaren is af-genomen (twintig jaar geleden was het ca. 5 mg), gaat het bij de fracties om minuscule hoe-veelheden materiaal van ca. 1 tot 100 µg, en is HPer DSC momenteel als enige in staat tot het in detail bestuderen van ver- en ontglazen; kristal-liseren, smelten, reorganiseren etc. van dergelijke fracties. Aldus kan ook op basis van het kristallisatie- en smeltgedrag een indruk verkregen wor-den van de verdeling van de korte-keten-vertakking (KKV) over de molmassa verdeling (MMD) en is combinatie daar-van met de gemiddelde hoe-

veelheid KKV volgens FTIR mogelijk.

Brede inzetbaarheidRecent waren de auteurs in staat deze methode toe te pas-sen op een heterogeen, me-talloceen-gebaseerd etheen-1-penteen copolymeer. Dit nieuwe type copolymeer kris-talliseert en smelt door zijn brede etheen-sequentielengte verdeling over extreem grote temperatuurranges. Toch kan het kristallisatie- en smeltge-drag prima gemeten worden, zoals figuur 7 aantoont voor een 10-µg fractie. Uiteraard kan dit zeer nuttig zijn, bij-voorbeeld wanneer na poly-merisatie slechts weinig mate-riaal beschikbaar is.

Interessante en nuttige terreinen van onderzoek aan minuscule hoeveelheden materiaal ope-nen zich: (sub)milligramschaal synthese, fracties, explosieven, nanostructuren, micro-electro-nica-onderdelen, additieven, verontreinigingen, multilagen, coatings, dunne films, huid-kern (skin-core) problemen m.b.t. stoffen en materialen, producten, maar ook inzetbaar-heid in uitdagende gebieden als bijvoorbeeld forensische studies.

Degradatie is een andere in-teressante topic: het kan ge-hinderd of zelfs verhinderd worden door snel opwarmen, en op dezelfde wijze kunnen chemische reacties beïnvloed worden door eenvoudigweg minder tijd door te brengen in een kritisch temperatuurge-bied. Ook ‘self-seeding’ (nu-cleatie door niet geheel opge-smolten kristalresten door te lage temperatuur van de smelt en/of te korte verblijftijd in de smelt) kan nu veel beter in kaart worden gebracht en voorkomen of juist benut wor-den. In het algemeen is het nu mogelijk optimale condities voor verblijf in de smelt te be-palen. Daarnaast heeft de Per-

10 J/(g°C)

endo

exo

dq/d

T

1 20 1 30 14 0 1 5 0 1 6 0 1 70 1 8 0

c250h300

c200h300

c150h300

c100h300

c50h300

c40h300

c30h300

c20h300

c10h300

Temperature (°C)

0.094 mg

c5h300

Invloed afkoelsnelheid tijdens kristallisatie op smelten met 300 °C/min

Geen hoge temperatuur

smeltpiek:herkristal-

lisatie is ver-hinderd

Figuur 6: Smelten van een polypropeen tijdens opwarmen (h) met 300 °C/min na afkoelen (c) met verschillende snelheden (5 tot 250 °C/min) laat zien dat herkristallisatie doeltreffend verhinderd is.

Polypropeen

T e m p e r a t u r e ( ° C )

- Temperature (ºC)

OpwarmsnelheidOpwarmsnelheid150 150 °°C/minC/min

AfkoelsnelheidAfkoelsnelheid150 150 °°C/minC/min

Monster massa :10 μg

dq/dTEndo

Meting van een A(nalytische)SEC fractie van een Etheen-1-Penteen copolymeer

Hoewel de tempera-tuurrange groot is

zijn de pie-ken en de oppervlak-ken ervan goed te

evalueren

Figuur 7: HyperDSC aan een molmassa fractie (Mn = 8–11 kg/mol; Mw = 15–20 kg/mol) via de SEC-LC Transform methode verkregen van een heterogeen metallo-ceen-gebaseerd etheen-1-penteen copolymeer (Mn = 7.6 kg/mol; Mw = 35 kg/mol; 9.1 mole% 1-penteen).

Etheen -1-Penteen copolymeer fractie

Dit artikel kwam tot stand dankzij de medewerking van prof. Vincent B.F. Mathot, SciTe B.V., Ridder Vosstraat 6, 6162 AX Geleen, tel.: (06) 14849332; fax: (084) 8346102; e-mail: vincent.mathot@scite.nl; Katholieke Universiteit Leuven, België;dr. Geert Vanden Poel, DSM Research, Geleen; e-mail: geert.poel-vanden@dsm.com;Thijs F.J. Pijpers, SciTe B.V.; Katholieke Universiteit Leuven, België: e-mail: thijs.pijpers@tiscali.nl; Nik Boer van PerkinElmer Benelux.

Voordeel van hoge opwarmsnelheden!

23Kunststof Magazine, maart 2007, nummer 2

Onderzoek

kinElmer Pyris 1 HyperDSC bewezen ingezet te kunnen worden bij high-throughput experimenten: 100 (afkoel- en opwarm-) curves in acht uur zijn goed haalbaar.

ConclusiesOnderzoekers die hoge-snel-heids calorimetrie toepassen zullen vertrouwd raken met het meten met een variëteit aan snelheden. Het is ook niet de bedoeling van deze bijdrage het meten met hoge snelheden alléén te bevorderen maar eer-der het kiezen van de meest optimale snelheid of combina-tie van snelheden te stimuleren, afhankelijk van het te bestude-ren monster en de vraagstel-ling. Ofschoon de voorbeelden voor kunststoffen gegeven zijn, zijn de volgende voordelen net zo relevant voor farmaceuti-sche stoffen:• Verhoogde gevoeligheid bij

hoge snelheden;

• verhoogde productie;• meer mogelijkheden tot be-

studering van de kinetiek van processen;

• studie van reorganisatiever-schijnselen;

• het verhinderen van onge-wenste reorganisatie effecten zoals koud- en herkristalli-satie, vaste stof overgangen;

• imiteren van snelheden zoals die in de dagelijkse praktijk voorkomen;

• imiteren van snelheden tij-dens verwerkingsprocessen als extrusie en spuitgieten;

• meting van minuscule hoe-veelheden — van milligram tot op microgramniveau — van materialen en stof-fen, zoals verontreinigingen, fracties (zoals HPer DSC aan SEC fracties!) en combinato-riële chemie-experimenten;

• mogelijkheid van kwantita-tief meten, inclusief het ver-richten van warmtecapaci-teitsmetingen; en

• dat alles — zowel lage als hoge snelheden — met één apparaat. n

Voor meer informatie: kijk op www.scite.eu en neem contact op met PerkinElmer Benelux via nik.boer@perkinelmer.com.

1 Pijpers, T.F.J.; Mathot, V.B.F.; Gode-ris, B.; Scherrenberg, R.L.; van der Vegte, E.W. High-speed calorime-try for the study of the kinetics of (de)vitrification, crystallization, and melting of macromolecules. Macro-molecules 2002, 35, 3601–13

2 Mathot V.B.F.; Vanden Poel G.; Pij-pers T.F.J. Improving and speeding up the characterization of substan-ces, materials, and products: benefits and potentials of high-speed DSC. Am. Lab. 2006, 38(14), 21-5. Zie ook www.scite.eu, en een recente Webcast van V.B.F. Mathot, gratis te downloaden via www.hyperdsc.com of www.scite.eu

3 Vanden Poel, G.; Mathot, V.B.F. High speed/high performance differential

scanning calorimetry (HPer DSC): temperature calibration in the hea-ting and cooling mode and minimi-zation of thermal lag. Thermochim. Acta 2006, 446, 41-54

4 Efremov, M.Y.; Warren, J.T.; Olson, E.A.; Zhang, M.; Kwan, A.T.; Allen, L.H. Thin-film differential scanning calorimetry: a new probe for assign-ment of the glass transition of ultra-thin polymer films. Macromolecules 2002, 35(5), 1481–3

5 Tol, R.T.; Minakov, A.A.; Adamovsky, S.A.; Mathot, V.B.F.; Schick, C. Metas-tability of polymer crystallites formed at low temperature studied by ultra fast calorimetry: polyamide 6 con-fined in sub-micrometer droplets vs. bulk PA6. Polymer 2006, 47, 2172–8

6 Herwaarden, A.W. Overview of ca-lorimeter chips for various applicati-ons. Thermochim. Acta 2005, 432(2), 192–201, zie ook www.xensor.nl.

7 Gabbott, P.; Clarke, P.; Mann, T.; Royall, P.; Shergill, A. A high-sen-sitivity, high-speed DSC technique: measurement of amorphous lactose. Am. Lab. 2003, 35(16), 17–22.