2016-01-05
org.kosen.entty.User@1ed90fe4
정윤석(tjrvtjr)
- 4
안녕하세요.
기초적인 질문 2가지 문의합니다.
1. 제가 알기론 DSC에서 아래쪽으로 피크가 있을 경우 결정형이 있다고 보는 것 같던데
동일 물질을 DSC에서는 피크가 있고 XRD에서는 피크가 없어서 무정형으로 보고 있습니다.
DSC에서 피크가 있어도 XRD에서 피크가 없으면 무정형인가요?
2. DSC에서 동일 성분인데 시료A는 피크가 특정온도에서 하나 나오고 시료B는 시료 A와 피크가 겹치지는 않고 피크 온도가 약간 다릅니다(많이 차이는 안나요). 그럼에도 두 시료는 동일 성분이라고 볼 수 있나요? 피크 온도가 어느정도 차이가 나야 동일시료가 아니라고 할 수 있나요?
기초적인 질문 2가지 문의합니다.
1. 제가 알기론 DSC에서 아래쪽으로 피크가 있을 경우 결정형이 있다고 보는 것 같던데
동일 물질을 DSC에서는 피크가 있고 XRD에서는 피크가 없어서 무정형으로 보고 있습니다.
DSC에서 피크가 있어도 XRD에서 피크가 없으면 무정형인가요?
2. DSC에서 동일 성분인데 시료A는 피크가 특정온도에서 하나 나오고 시료B는 시료 A와 피크가 겹치지는 않고 피크 온도가 약간 다릅니다(많이 차이는 안나요). 그럼에도 두 시료는 동일 성분이라고 볼 수 있나요? 피크 온도가 어느정도 차이가 나야 동일시료가 아니라고 할 수 있나요?
- 결정형
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답변 4
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답변
김종수님의 답변
2016-01-05- 2
1. DSC의 경우에는 제가 직접 측정해보지는 않고 이론적으로만 알고 있습니다만 아래쪽 피크가 melting poing 를 나타내고 위쪽 피크가 Tg를 나타내는 것으로 알고 있는데 결정형일수록 대부분의 시료가 melting point에서 동시에 상태변화를 일으키기 때문에 Tg는 작고 Tm은 크게 나올 것으로 생각됩니다.
하지만 무정형의 경우에도 Tm의 피크는 어느정도 나오는 것으로 알고 있습니다. 그리고 XRD의 경우에는 결정성이 좋을수록 피크가 높게 나타나는데 질문자님의 시료에서 XRD피크가 없기 때문에 무정형으로 보는것 같습니다.
2. 이론적으로만 본다면 동일 물질의 Tm은 같아야 하므로 동일 성분이라 보기 힘들지만 실험적인 특수한 변수에 대해서는 잘 모르겠습니다. 하지만 서로 다른 물질이라도 Tm이 같거나(ex. 이성질체) 비슷할수 있으므로 DSC만으로 어떤 성분인지 판별하는데는 무리가 있다고 생각합니다. -
답변
이배훈님의 답변
2016-01-06- 1
참고문헌을 올립니다.
DSC에서 같은 물질이라도(특히 고분자 경우에) 결정화도에 따라(가공/처리 방법에 영향을 받음) peak의 위치(녹는점 또는 Tg), 녹이는데 필요한 에너지가 다를 수 있습니다. -
답변
조윤환님의 답변
2016-01-06- 1
DSC의 피크 방향에 따라 Tm, Tg를 판단하려면 우선 Y축 스케일을 정확하게 알아야 합니다. 즉 어느 방향이 Exothermic을 의미하는지 확인해야 한다는 뜻입니다.
기기에 따라 이 방향이 다른 경우가 존재하기 때문입니다. 메틀러 장비를 기준으로 보면 제로(0)을 중심으로 위쪽이 Exo이고 아래쪽이 Endo 입니다. 따라서 피크 방향이 아래쪽을 향하는 것이 Tm(melting) 위쪽을 향하는 것이 Tc(crystallization), 내리막 계단처럼 생긴 것이 Tg(glass transition)가 되겠습니다.
결정형과 무정형의 확인은 XRD로 하셔야 합니다. 무정형이라고 해서 DSC에서 Tm이 나타나지 않는 것이 아닙니다. 그리고 Tm은 시료의 순도(화학순도, 결정형 순도 모두 해당)에 따라 같은 물질이라도 조금씩 다를 수 있습니다. 이에 대한 판단은 경험이 필요하죠.
DSC만으로 동일 성분 여부를 판단하는 것은 매우 위험한 발상 입니다. 성분확인에 최적화된 IR같은 분석기법이 얼마든지 있기 때문이죠.
참고가 되셨길... -
답변
김상열님의 답변
2016-01-06- 1
1. 무정형이냐 아니냐의 판단은 단순히 peak가 있고, 없고가 아니라 어떤 pattern을 나타내느냐로 판단해야겠습니다. 고결정성이고, chemical composition distribution이 narrow한 경우에는 XRD, DSC 모두 sharp한 peak를 나타내고, 그렇지 않은 경우에는 broad한 peak가 보여 집니다. 말씀하신 것만으로 판단하기에는 무리가 있지만 무정형에 더 가깝다고 할 수 있겠습니다. 무정형에 가깝더라도 부분적으로 약간의 crystallization이 발생하여 Tc peak를 나타낼 수 있습니다.
2. 일반적으로 Tm, Tc peak 온도의 오차 범위는 1도 미만입니다. Peak가 braod하다면 오차 범위가 더 클 수 있겠습니다. 두 물질이 동일 물질이냐의 판단을 XRD와 DSC로 하는 것은 적절치 않습니다. 시료 종류 및 제조 방법에 따라서 NMR, IR 등의 적절한 spectropy를 이용하는 것이 좋겠습니다. Peak 온도의 차이가 크지 않더라도 다른 pattern을 나타내면 다른 물질이라고 보아야 합니다. 하지만 같은 물질이라도 여러 요인에 의해서 다른 peak 온도와 pattern을 나타낼 수도 있습니다. 예를 들어 같은 polypropylene 고분자라 할 지라도 분자량 및 분자량분포, 첨가제 종류 및 함량 등에 의해서 다른 peak 위치와 pattern을 나타낼 수 있습니다.
도움이 되었기를 바랍니다.