🔩 Oznaczanie temperatury i entalpii topnienia oraz krystalizacji krystalicznych i częściowo krystalicznych tworzyw sztucznych metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) — pierwsze ogrzewanie, chłodzenie i drugie ogrzewanie, temperatury piku i ciepło przemiany z pola piku, PN-EN ISO 11357-3

Materiały i NDT PN-EN ISO 11357-3

Przegląd

CO TA NORMA OPISUJE. Zakres z karty PKN PN-EN ISO 11357-3:2025-12 (wersja angielska), w całości: „W niniejszym dokumencie określono metodę oznaczania temperatury oraz entalpii topnienia i krystalizacji krystalicznych lub częściowo krystalicznych tworzyw sztucznych z użyciem konwencjonalnej metody DSC, jak określono w ISO 11357-1. Niniejszy dokument nie ma zastosowania do szybkiej DSC określonej w ISO 23976”. Zakres wydania 2018-06 (karta PKN) kończył się na „tworzyw sztucznych” — bez zdań o konwencjonalnej i szybkiej DSC. Tekstu wydania 2025 nie mamy. Czytamy tekst poprzedniego wydania — próbkę ISO 11357-3:2018 (to samo wprowadzała PN-EN ISO 11357-3:2018-06) od okładki do rozdziału 12 (sprawozdanie); brakuje w niej tylko bibliografii.

WEDŁUG TEKSTU ISO 11357-3:2018. Normę przygotował komitet ISO/TC 61 „Tworzywa sztuczne”, podkomitet SC 5 „Właściwości fizykochemiczne”; wydanie trzecie zastąpiło drugie (ISO 11357-3:2011) po rewizji technicznej. Główne zmiany wobec 2011 (przedmowa): uaktualnione powołania; masa próbki odnosi się do osnowy polimerowej; procedurę rozszerzono na materiały o szerszych zakresach krystalizacji; obliczanie ciepła przemian uzupełniono o metody wspomagane komputerowo. Powołania (2): ISO 472 (słownik) i ISO 11357-1 (zasady ogólne). Terminy (3): topnienie — przejście od stanu stałego w pełni lub częściowo krystalicznego do bezpostaciowej cieczy o zmiennej lepkości, na krzywej DSC pik endotermiczny; krystalizacja — przejście odwrotne, pik egzotermiczny (dla ciekłych kryształów „ciecz bezpostaciowa” zastępuje się „cieczą uporządkowaną”); entalpia topnienia i entalpia krystalizacji w kJ/kg albo J/g. Zasada, aparatura i materiały, próbka, warunki badania i kondycjonowanie, wzorcowanie, ustawienie aparatu i umieszczenie tygli (4–9.3) — według ISO 11357-1. Masa próbki (9.2): jeżeli norma materiałowa nie stanowi inaczej, najlepiej 5 mg do 10 mg; przy dużym cieple przemiany można użyć mniejszej masy, przy małym — większej; w mieszankach polimerowych masa odnosi się do polimeru osnowy. Przebieg temperatury (9.4): inne szybkości ogrzewania i chłodzenia dopuszcza się po uzgodnieniu stron — duża szybkość daje większy efekt przemiany, mała lepszą rozdzielczość nakładających się przemian; 5 min przedmuchu azotem przed ogrzewaniem; pierwsze ogrzewanie (rejestrowane) do temperatury zacierającej historię cieplną, zwykle 30 K powyżej ekstrapolowanej temperatury końca topnienia Tef,m, zalecane 10 K/min lub 20 K/min (dopuszcza się szybsze); pomiar bierze się z drugiego ogrzewania, a dane z pierwszego — tylko dla materiału reaktywnego albo gdy ocenia się właściwości specjalnie przygotowanej próbki, i to odstępstwo zapisuje się w sprawozdaniu; wytrzymanie 5 min (dłużej, jeżeli polimer nie ulega degradacji); chłodzenie (rejestrowane) najlepiej 10 K/min lub 20 K/min do około 50 K poniżej ekstrapolowanej temperatury końca krystalizacji Tef,c — z uwagą o przechłodzeniu — a gdy ocenia się też zeszklenie, do 50 K poniżej temperatury zeszklenia; ponowne wytrzymanie 5 min (uwaga: chodzi o nadanie określonej historii cieplnej, potrzebnej do poprawnego wyniku); drugie ogrzewanie (rejestrowane) najlepiej z tą samą szybkością co chłodzenie, do około 30 K powyżej Tef,m; po ostygnięciu sprawdzenie, czy tygiel się nie odkształcił i czy próbka nie wyciekła; ponowne zważenie tygla z próbką, chyba że wiadomo, że materiał nie traci masy — przy znacznym ubytku rozważa się powtórzenie z próbkami silniej wysuszonymi. Temperatury (10.1): wykres skaluje się tak, by pik zajmował co najmniej 25 % pełnej skali; linię bazową prowadzi się od temperatury początku Ti,m do temperatury końca Tf,m, w których pik odchodzi od prostoliniowej linii bazowej; przy kilku pikach linia bazowa obejmuje wszystkie, a ocenę w miarę możliwości dzieli się na piki (technikę rozdzielania pików podaje się w sprawozdaniu); dla topnienia podaje się temperaturę piku Tp,m każdego piku (początek topnienia — na życzenie), dla krystalizacji ekstrapolowaną temperaturę początku Tei,c i temperaturę piku Tp,c; temperatury ekstrapolowane początku i końca — gdy istotna jest szerokość piku. Entalpia (10.2): pole pod pikiem do linii bazowej; ΔHf lub ΔHc = ΔHCal · (A · mCal)/(ACal · m), gdzie ΔHCal to entalpia przemiany materiału wzorcowego, A i ACal — pola pików próbki i materiału wzorcowego, m i mCal — ich masy; jednostki pola i masy przy wzorcowaniu i pomiarze muszą być te same; przy znacznej różnicy ciepła właściwego fazy stałej i ciekłej specjalne linie bazowe (np. sigmoidalne) mogą poprawić wynik. Precyzja (11): nieznana, brak danych międzylaboratoryjnych. Sprawozdanie (12): według ISO 11357-1 oraz temperatury charakterystyczne każdego piku w °C i zmiana entalpii ΔHf lub ΔHc każdego piku w kJ/kg (lub J/g), z dokładnością do jednego miejsca po przecinku; technika rozdzielania pików, jeżeli ją zastosowano.

STATUS (stan kart na 02.10.2026). Karta PN-EN ISO 11357-3:2025-12 (wersja angielska, publikacja 04-12-2025, 20 stron, grupa cenowa K) nie ma nagłówka „Wycofana”: Sektor Chemii, KT 141 Tworzyw Sztucznych, ICS 83.080.01, „Wprowadza: EN ISO 11357-3:2025 [IDT], ISO 11357-3:2025 [IDT]”, „Zastępuje: PN-EN ISO 11357-3:2018-06 – wersja angielska”. Karta PN-EN ISO 11357-3:2018-06 (wersja angielska, 18 stron) ma nagłówek „Wycofana i zastąpiona przez PN-EN ISO 11357-3:2025-12”: data wycofania 04-12-2025, „Zastępuje: PN-EN ISO 11357-3:2013-06”. Wyszukiwarka PKN (hasło „PN-EN ISO 11357-3”, 02.10.2026) pokazuje wydania 2013-06, 2018-06 i 2025-12, wszystkie angielskie. EVS: ISO 11357-3:2025 obowiązuje od 29.05.2025, w historii ISO 11357-3:2018. Co zmieniło się dla wyniku: w zakresie wydania 2025 doprecyzowano, że metoda dotyczy konwencjonalnej DSC z ISO 11357-1, a nie szybkiej DSC z ISO 23976; innych zmian wydania 2025 nie znamy, bo jego tekstu nie mamy.

ILE LABORATORIÓW I W JAKIEJ POSTACI (kopia bazy zakresów akredytacji, wsad do 17.09.2026, odczyt 02.10.2026). Numer 11357-3 stoi w 7 rekordach u 7 laboratoriów: AB 128, AB 163, AB 1376, AB 1447, AB 1490, AB 1882, AB 1907. W aktualnych zakresach na stronach PCA (odczyt 02.10.2026, wydania od 03.04.2025 do 02.07.2026) AB 163, AB 1447 i AB 1907 podają wydanie 2025-12, AB 1882 — ISO 11357-3:2025 i PN-EN ISO 11357-3:2025-12, AB 1376 — wycofane wydanie 2018-06, AB 128 — „PN-EN ISO 11357-3” bez daty, a AB 1490 — „PN-EN-ISO 11357-3” bez daty. Zakładka „Laboratoria”: „PN-EN ISO 11357-3” — 6 laboratoriów (AB 128, AB 163, AB 1376, AB 1447, AB 1882, AB 1907), „ISO 11357-3” — 2 (AB 1882 i 1 czeskie) — sprawdzone zapytaniami zakładki na serwerze produkcyjnym labcoda.pl 02.10.2026.

CO BADAJĄ LABORATORIA (pozycje w PCA). „Temperatura i entalpia topnienia i krystalizacji” (AB 163, AB 1376, AB 1882, AB 1907) albo samego topnienia (AB 1447) w tworzywach sztucznych i wyrobach z tworzyw, w tym w termoplastach (AB 1907); zakresy temperatur: (0–300) °C (AB 1376), (30,0–400,0) °C (AB 1907), (35–450) °C (AB 1882); „Temperatura topnienia i zeszklenia”, do 400 °C (AB 128, obok ISO 11357-2); badania kalorymetryczne DSC: entalpia i temperatura topnienia i krystalizacji oraz temperatura zeszklenia, od −40 °C do +500 °C (AB 1490, obok ASTM D3418 i części 1 i 2 serii).

GDZIE ŁATWO O WYNIK POZORNIE POPRAWNY. Przy historii cieplnej: wynik bierze się z drugiego ogrzewania; dane z pierwszego dopuszcza się tylko dla materiału reaktywnego albo specjalnie przygotowanej próbki i trzeba to zapisać w sprawozdaniu (9.4.3). Przy szybkości: inna szybkość niż 10 K/min lub 20 K/min zmienia wielkość efektu i rozdzielczość, dlatego wymaga uzgodnienia stron (9.4.1). Przy masie: w mieszankach polimerowych masę odnosi się do polimeru osnowy, a nie do całej próbki (9.2) — entalpia przeliczona na całą masę wyjdzie mniejsza. Przy linii bazowej: przy kilku pikach linia obejmuje wszystkie piki, a technikę rozdzielania podaje się w sprawozdaniu (10.1). Przy ubytku masy: bez ponownego zważenia nie wiadomo, czy próbka nie straciła masy w trakcie pomiaru (9.4.9). Przy zeszkleniu: ta część dotyczy topnienia i krystalizacji (zakres) — temperatura zeszklenia jest w pozycjach AB 128 i AB 1490, gdzie obok stoi ISO 11357-2, a AB 163 i AB 1376 mają zeszklenie osobną pozycją według PN-EN ISO 11357-2:2020-09. Przy wydaniu: AB 1376 ma w zakresie wydanie 2018-06, wycofane 04-12-2025.

CZEGO NIE PODAJEMY. Nie mamy tekstu ISO 11357-1 (zasada, aparatura, tygle, gaz, wzorcowanie i materiały wzorcowe, kondycjonowanie) ani tekstu wydania 2025 — nie podajemy więc wymagań aparaturowych, materiałów wzorcowych ani różnic między wydaniami 2018 i 2025 poza zakresem. Norma nie podaje precyzji (rozdział 11).

Zasada metody

Próbkę tworzywa w tyglu i tygiel odniesienia ogrzewa się i chłodzi w kontrolowany sposób, rejestrując strumień ciepła. Topnienie daje pik endotermiczny, krystalizacja egzotermiczny. Po pierwszym ogrzewaniu zacierającym historię cieplną próbkę chłodzi się i ogrzewa ponownie; temperatury odczytuje się z pików, a entalpię przemiany oblicza z pola piku nad linią bazową, porównując je z polem piku materiału wzorcowego o znanej entalpii i uwzględniając masy obu próbek.

Zastosowania

• Temperatura topnienia i krystalizacji oraz ciepło przemian tworzyw krystalicznych i częściowo krystalicznych (np. termoplastów) — 7 laboratoriów w zakresach PCA
• Wyroby z tworzyw sztucznych i kompozyty — porównanie stanu krystalicznego materiału z wymaganiem normy materiałowej lub specyfikacji
• Mieszanki polimerowe i tworzywa napełnione — entalpia odnoszona do masy polimeru osnowy

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN ISO 11357-3:2025-12 (wersja angielska; EN ISO 11357-3:2025 IDT, ISO 11357-3:2025 IDT)

Tytuł (PL)

Tworzywa sztuczne — Różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC) — Część 3: Oznaczanie temperatury oraz entalpii topnienia i krystalizacji

Title (EN)

Plastics — Differential scanning calorimetry (DSC) — Part 3: Determination of temperature and enthalpy of melting and crystallization

Procedura krok po kroku

1. Przygotowanie

   Aparat, próbka, kondycjonowanie i wzorcowanie według ISO 11357-1; próbka najlepiej 5–10 mg, w mieszankach w odniesieniu do polimeru osnowy. PN-EN ISO 11357-3:2025-12 aktualna (stan kart na 02.10.2026).

2. Pierwsze ogrzewanie

   5 min przedmuchu azotem; ogrzewanie (rejestrowane) najlepiej 10 lub 20 K/min do ok. 30 K powyżej Tef,m, by zatrzeć historię cieplną; wytrzymanie 5 min.

3. Chłodzenie

   Chłodzenie (rejestrowane) najlepiej 10 lub 20 K/min do ok. 50 K poniżej Tef,c (przy ocenie zeszklenia — 50 K poniżej Tg); wytrzymanie 5 min.

4. Drugie ogrzewanie i kontrola próbki

   Ogrzewanie (rejestrowane) z tą samą szybkością do ok. 30 K powyżej Tef,m; po ostygnięciu oględziny tygla i ponowne zważenie.

5. Opracowanie wyników

   Linia bazowa od Ti do Tf, pik ≥ 25 % skali; Tp,m z drugiego ogrzewania, Tei,c i Tp,c z chłodzenia; entalpia z pola piku według wzoru (1); temperatury w °C, ΔH w kJ/kg lub J/g z jednym miejscem po przecinku.

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Norma w przeczytanym tekście nie zawiera ostrzeżeń bhp; przy ogrzewaniu tworzyw powyżej temperatury topnienia trzeba liczyć się z rozkładem materiału (9.4.4: dłuższe wytrzymanie tylko bez degradacji polimeru)
• UWAGA MERYTORYCZNA: dane z pierwszego ogrzewania nie są wynikiem według normy, chyba że materiał jest reaktywny albo bada się specjalnie przygotowaną próbkę — odstępstwo zapisuje się w sprawozdaniu

Najczęstsze pytania