Quarzkalorimetrie

Quarzkalorimetrie, auch bekannt als Differential Scanning Calorimetry (DSC) in der englischen Fachsprache, ist eine thermoanalytische Messmethode zur Untersuchung der thermischen Eigenschaften von Materialien. Die Technik ermöglicht die Erfassung von Wärmeflüssen, die mit physikalischen oder chemischen Prozessen wie Schmelzen, Kristallisation, Glasübergängen oder Reaktionen verbunden sind. Dabei wird die Probe in einem kontrollierten Temperaturprogramm analysiert, während die benötigte oder freigesetzte Wärme gemessen wird.

Das Prinzip basiert auf der Messung der Differenz der Wärmeströme zwischen einer Referenzsubstanz und der zu untersuchenden Probe. Beide werden in einem Ofen erhitzt oder abgekühlt, wobei die Temperaturänderung präzise gesteuert wird. Die Differenzwärme wird aufgezeichnet und liefert Informationen über die thermodynamischen Eigenschaften des Materials, etwa Schmelzpunkte, spezifische Wärmekapazitäten oder Reaktionsenthalpien.

Quarzkalorimetrie wird in verschiedenen wissenschaftlichen und industriellen Bereichen eingesetzt, darunter Materialforschung, Polymeranalytik, Pharmazie und Lebensmittelwissenschaft. Die Methode ist besonders nützlich zur Charakterisierung von Polymeren, da sie Übergänge wie den Glasübergang (Tg) oder Schmelzpunkte (Tm) quantitativ bestimmt. Zudem ermöglicht sie die Untersuchung von thermischer Stabilität und Reaktionen wie Oxidation oder Polymerisation.

Die Genauigkeit der Quarzkalorimetrie hängt von der Qualität der Messzelle, der Temperaturkontrolle und der Probenvorbereitung ab. Moderne Geräte nutzen hochpräzise Sensoren und digitale Regelungssysteme, um stabile und reproduzierbare Ergebnisse zu liefern. Die Methode ist nicht invasiv und erfordert nur kleine Probenmengen, was sie für viele Anwendungen besonders attraktiv macht.