🔩 Zasady ogólne różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) polimerów i ich mieszanin — tworzywa termoplastyczne, termoutwardzalne i elastomery; definicje (DSC, tygiel odniesienia, strumień ciepła, zmiana ciepła ΔQ, ciepło właściwe cp, linie bazowe aparatu, próbki i wirtualna, stopień, pik endotermiczny i egzotermiczny, pole, wysokość i szerokość piku) oraz temperatury charakterystyczne Ti, Tei, T1/2, Tp, Tef, Tf z indeksami g, c, m; wspólna podstawa dalszych części serii ISO 11357, PN-EN ISO 11357-1

Materiały i NDT PN-EN ISO 11357-1

Przegląd

CO TA NORMA OPISUJE. Tekst normy czytamy w dwóch próbkach iTeh: SIST EN ISO 11357-1:2023 (tekst angielski) — od strony tytułowej przez spis treści, przedmowę, wprowadzenie i rozdziały 1–2 do wstępu rozdziału 3 na stronie 1 — oraz ISO 11357-1:2023 (wersja francuska) — rozdział 3 od 3.1 do 3.10 z legendą rysunku 2 (temperatury charakterystyczne) na stronie 7 włącznie. Poza próbkami zostają rozdziały 4 (zasady: DSC z przepływem ciepła i z kompensacją mocy), 5 (aparatura i materiały), 6 (próbka), 7 (warunki badania i kondycjonowanie), 8 (wzorcowanie temperatury, ciepła i strumienia ciepła), 9 (procedura: gaz przepłukujący, linia bazowa, tygle, masa próbki, tryb skaningowy i izotermiczny, kontrole po pomiarze), 10 (sprawozdanie) i załączniki A–E (m.in. zalecane materiały wzorcowe).

WEDŁUG TEKSTU ISO 11357-1:2023 (przedmowa, wprowadzenie, rozdziały 1–3, do 3.10 i rysunku 2). Normę przygotował ISO/TC 61/SC 5 „Właściwości fizykochemiczne” we współpracy z CEN/TC 249 „Tworzywa sztuczne” według porozumienia wiedeńskiego; czwarte wydanie zastąpiło ISO 11357-1:2016; główne zmiany: zaktualizowano przykłady materiałów do wzorcowania temperatury i entalpii oraz dane szafiru do wzorcowania strumienia ciepła. Według wprowadzenia metody serii mogą służyć zapewnieniu jakości, rutynowej kontroli surowców i wyrobów lub uzyskiwaniu porównywalnych danych do kart i baz danych, o ile normy wyrobu lub normy atmosfer kondycjonowania nie stanowią inaczej. Zakres (1): seria ISO 11357 obejmuje metody DSC do analizy termicznej polimerów i mieszanin polimerów — tworzyw termoplastycznych (polimery, tłoczywa i inne materiały do formowania, z napełniaczami, włóknami lub wzmocnieniami albo bez), termoutwardzalnych (nieutwardzonych lub utwardzonych) i elastomerów — do obserwacji i pomiaru przemian fizycznych (zeszklenie, topnienie, krystalizacja, przemiany polimorficzne), reakcji chemicznych (polimeryzacja, sieciowanie, utwardzanie), stabilności oksydacyjnej i ciepła właściwego; część 1 określa zagadnienia wspólne: zasadę, aparaturę, pobieranie próbek, wzorcowanie, ogólny przebieg i sprawozdanie, a szczegóły metod podają dalsze części. Powołania normatywne (2): ISO 472 (słownik tworzyw) i ISO 80000-5 (wielkości termodynamiczne). Terminy (3): DSC — technika, w której różnicę strumieni ciepła wpływających do tygla z próbką i do tygla odniesienia wyznacza się w funkcji temperatury lub czasu, przy tym samym kontrolowanym programie temperatury i określonej atmosferze, w układzie symetrycznym; krzywą rysuje się z temperaturą lub czasem na osi odciętych, a kierunek endotermiczny jest w górę, egzotermiczny w dół (energia pochłonięta dodatnia); materiał wzorcowy — o jednorodnych i dobrze znanych właściwościach cieplnych, do wzorcowania aparatu lub oceny metody; tygiel odniesienia — zwykle pusty, przy próbkach silnie napełnionych lub wzmocnionych albo o pojemności cieplnej porównywalnej z tyglem może zawierać materiał bierny termicznie o podobnej pojemności cieplnej (np. sam napełniacz); strumień ciepła dQ/dt w W lub mW; zmiana ciepła ΔQ — ciepło pochłonięte (dodatnie) lub oddane (ujemne) w przedziale czasu lub temperatury, ΔQ = ∫dQ/dt dt lub (60/β)∫dQ/dt dT, w J, J/g lub J/mol, β — stała szybkość grzania lub chłodzenia w K/min; przy stałym ciśnieniu ΔQ = ΔH; ciepło właściwe cp = (1/m)(dQ/dT)p = (1/m)(60/β)(dQ/dt)p w J/(g·K), przy czym zmierzone cp nie może zawierać ciepła reakcji ani przemiany; linia bazowa — część krzywej bez reakcji i przemian (izotermiczna lub dynamiczna), w zakresie quasi-stacjonarnym; linia bazowa aparatu — z pustymi tyglami o tej samej masie i materiale, potrzebna do pomiarów pojemności cieplnej; linia bazowa próbki — poza strefami przemian, zależna tylko od pojemności cieplnej próbki i linii aparatu; wirtualna linia bazowa — poprowadzona przez strefę przemiany przy założeniu zerowego ciepła przemiany, z interpolacji lub ekstrapolacji (przy liniowej zmianie pojemności cieplnej prosta, przy dużej zmianie — sigmoidalna); stopień — nagła zmiana wysokości krzywej w ograniczonym zakresie temperatury (np. zeszklenie), a jego wysokość mierzy się między ekstrapolowanymi liniami bazowymi w punkcie krzywej równoodległym od obu; pik — odchylenie od linii bazowej próbki do maksimum lub minimum i powrót (reakcja chemiczna lub przemiana pierwszego rzędu); pik endotermiczny — do tygla z próbką dopływa więcej ciepła niż do tygla odniesienia, egzotermiczny — mniej; pole piku — między pikiem a interpolowaną wirtualną linią bazową; wysokość piku w W lub W/g nie musi być proporcjonalna do masy próbki; szerokość piku — między temperaturami lub czasami początku i końca; temperatury i czasy charakterystyczne odczytuje się z krzywej, a temperatura w położeniu odniesienia jest preferowana — jeśli użyto temperatury w położeniu próbki, trzeba to podać w sprawozdaniu; temperatury w °C, różnice w K, czasy w s lub min. Rysunek 2: Ti — pierwsze wykrywalne odchylenie od ekstrapolowanej początkowej linii bazowej, Tei — przecięcie wirtualnej linii bazowej (lub początkowej ekstrapolowanej przy stopniu) ze styczną w punkcie przegięcia początku piku lub stopnia, T1/2 — połowa wysokości stopnia, Tp — temperatura największej odległości krzywej od wirtualnej linii bazowej w piku, Tef — analogiczne przecięcie przy końcu, Tf — ostatnie wykrywalne odchylenie od ekstrapolowanej końcowej linii bazowej; drugi indeks: g — zeszklenie, c — krystalizacja, m — topnienie.

STATUS (stan na 03.10.2026). W wyszukiwarce PKN (hasło „PN-EN ISO 11357-1”, 03.10.2026) jest PN-EN ISO 11357-1:2023-09 (wersja angielska, „Wprowadza: EN ISO 11357-1:2023 [IDT], ISO 11357-1:2023 [IDT]”) bez adnotacji o wycofaniu oraz trzy wcześniejsze wycofane wydania: PN-EN ISO 11357-1:2016-11 (zastąpiona przez 2023-09), PN-EN ISO 11357-1:2009 (zastąpiona przez 2016-11) i PN-EN ISO 11357-1:2002 (wersja polska, zastąpiona przez 2009). W katalogu iTeh (odczyt 03.10.2026) ISO 11357-1:2023 i EN ISO 11357-1:2023 mają status „Published” (etap 60.60, odpowiednio 17.02.2023 i 08.03.2023). Oznaczanie temperatury i entalpii topnienia i krystalizacji według części 3 opisuje osobny wpis.

ILE LABORATORIÓW I W JAKIEJ POSTACI (kopia bazy zakresów akredytacji, wsad do 17.09.2026, odczyt 03.10.2026). Numer 11357-1 stoi w 8 rekordach u 5 laboratoriów: AB 163 (3), AB 1376 (2), AB 1490, AB 1882, AB 1907. W aktualnych dokumentach PCA (odczyt 03.10.2026, wydania od 03.04.2025 do 02.07.2026) numer stoi w 8 wierszach tych samych laboratoriów (AB 163 — 3, AB 1376 — 2, pozostałe po 1); w żadnym z pięciu dokumentów numery stron się nie powtarzają. Zawsze razem z częścią szczegółową: z PN-EN ISO 11357-2:2020-09 (zeszklenie; AB 163, AB 1376), PN-EN ISO 11357-3 (topnienie i krystalizacja; w wydaniu 2018-06 u AB 1376, 2025-12 u AB 163, AB 1882 i AB 1907, u AB 1882 także „ISO 11357-3:2025”), PN-EN ISO 11357-6:2025-12 i PN-EN 728:1999 (czas indukcji utlenienia; AB 163), u AB 1490 z „PN-EN-ISO 11357-2”, „PN-EN-ISO 11357-3” i ASTM D3418. Postać „PN-EN ISO 11357-1:2023-09” u czterech laboratoriów, „PN-EN ISO 11357-1” bez roku u AB 1490. Żadna z tych pozycji nie jest zawieszona. Zakładka „Laboratoria” (hasło „PN-EN ISO 11357-1”) pokazuje 4 laboratoria: AB 163, AB 1490, AB 1882 i AB 1907; AB 1376 jest pod „PN-EN ISO 11357-2”, bo to oznaczenie stoi u niego pierwsze — sprawdzone zapytaniami zakładki na serwerze produkcyjnym labcoda.pl 03.10.2026.

CO BADAJĄ LABORATORIA (pozycje w PCA). Tworzywa sztuczne i wyroby z tworzyw sztucznych (AB 163, AB 1376, AB 1882), kompozyty i tworzywa sztuczne (AB 1490), tworzywa sztuczne, termoplastyczne polimery i tworzywa, termoplastyczne materiały z recyklingu (AB 1907). Cechy: temperatura zeszklenia (AB 163, AB 1376, AB 1490), temperatura i entalpia topnienia i krystalizacji (wszystkie pięć), czas indukcji utlenienia (AB 163); metoda różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC). Zakresy temperatury: (0–300) °C (AB 1376), (35–450) °C (AB 1882), (30,0–400,0) °C (AB 1907), od −40 °C do +500 °C (AB 1490).

GDZIE ŁATWO O WYNIK POZORNIE POPRAWNY. Przy kierunku osi: endotermiczny w górę, egzotermiczny w dół — odwrotna konwencja zmienia znak ΔQ (3.1, uwaga 2). Przy temperaturze: preferowana jest temperatura w położeniu odniesienia; użycie temperatury próbki trzeba zapisać w sprawozdaniu (3.10). Przy linii bazowej piku: prosta tylko bez istotnej zmiany pojemności cieplnej, inaczej sigmoidalna; linie interpolowane i ekstrapolowane mogą się różnić (3.7.3). Przy cp: wynik nie może zawierać ciepła reakcji lub przemiany, a potrzebna jest linia bazowa aparatu z pustymi tyglami (3.6, 3.7.1). Przy wysokości piku: nie jest proporcjonalna do masy próbki (3.9.4). Przy tyglu odniesienia: zwykle pusty; wypełnienie tylko materiałem biernym termicznie (3.3). Przy powołaniu: część 1 nie wystarcza sama — oznaczenie wykonuje się według właściwej dalszej części serii.

CZEGO NIE PODAJEMY. Budowy aparatów, wymagań co do próbki i jej masy, gazu przepłukującego, szybkości grzania, procedur wzorcowania i materiałów wzorcowych, trybów pomiaru, kontroli po pomiarze ani wzoru sprawozdania nie czytaliśmy (rozdziały 4–10, załączniki A–E).

Zasada metody

W DSC tygiel z próbką i tygiel odniesienia przechodzą ten sam kontrolowany program temperatury w określonej atmosferze, a aparat w układzie symetrycznym wyznacza różnicę strumieni ciepła w funkcji temperatury lub czasu. Na krzywej przemiany pierwszego rzędu i reakcje dają piki (endotermiczne w górę, egzotermiczne w dół), a zeszklenie — stopień; z pola piku nad wirtualną linią bazową wyznacza się ciepło przemiany, a z punktów przecięcia stycznych i linii bazowych — temperatury charakterystyczne Ti, Tei, T1/2, Tp, Tef, Tf.

Zastosowania

• Tworzywa termoplastyczne, termoutwardzalne i elastomery, z napełniaczami lub wzmocnieniami albo bez (1)
• Zeszklenie, topnienie, krystalizacja, reakcje utwardzania, stabilność oksydacyjna, ciepło właściwe — razem z dalszymi częściami ISO 11357 (1)
• Tworzywa sztuczne, kompozyty i tworzywa z recyklingu — pozycje DSC w zakresach akredytacji 5 laboratoriów w PCA

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN ISO 11357-1:2023-09

Tytuł (PL)

Tworzywa sztuczne — Różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC) — Część 1: Zasady ogólne

Title (EN)

Plastics — Differential scanning calorimetry (DSC) — Part 1: General principles

Procedura krok po kroku

1. Wybór części serii

   Oznaczenie według właściwej części ISO 11357 (np. 2 — zeszklenie, 3 — topnienie i krystalizacja); część 1 daje zasady wspólne. PN-EN ISO 11357-1:2023-09 bez adnotacji o wycofaniu (03.10.2026).

2. Wzorcowanie

   Temperatura, ciepło i strumień ciepła według rozdziału 8 (nieczytany) na materiałach wzorcowych (3.2).

3. Linia bazowa i próbka

   Linia bazowa aparatu z pustymi tyglami; próbka w tyglu, odniesienie zwykle puste (3.3, 3.7.1).

4. Pomiar

   Kontrolowany program temperatury w określonej atmosferze; zapis różnicy strumieni ciepła (3.1).

5. Odczyt krzywej

   Wirtualna linia bazowa, pole piku (ΔQ), temperatury Ti, Tei, Tp, Tef, Tf lub T1/2 stopnia; w sprawozdaniu położenie pomiaru temperatury (3.7.3, 3.9, 3.10).

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Gorące tygle i komora pomiarowa — ryzyko poparzeń
• Rozkład próbek w wysokiej temperaturze — odprowadzanie gazów z aparatu

Najczęstsze pytania