لماذا تعتبر DMA بهذه الأهمية؟

عند قياس مواد البوليمر باستخدام DSC (مسعر المسح التفاضلي)، قد يكون من الصعب رصد تأثيرات مثل الانتقال الزجاجي. عن طريق أجهزة DSC، يتم قياس التأثيرات النشطة للمواد فقط (الحرارية الداخلية/الحارة الخارجية)، أي التغير في الحرارة النوعية. ومع ذلك، باستخدام DMA (المحلل الميكانيكي الديناميكي)، لا يمكن الكشف عن التأثيرات النشطة حيث يتم تحديد سلوك المادة الميكانيكي الحقيقي، ويكون التغير في الخواص الميكانيكية (خاصةً أثناء الانتقال الزجاجي) أكثر حساسية مقارنةً بالتأثيرات النشطة.

يوضح الشكل 1 قياس DSC نموذجي على PTFE. يمكن رؤية تأثيرين حراريين صغيرين فقط من التغير في البنية البلورية. لا يمكن جمع المزيد من المعلومات، على الرغم من أن PTFE يوفر المزيد من المعلومات.

وترد في الشكل 2 مقارنة مباشرة بين قياسات DSC وDMA على PTFE. يوضح المنحنى الأحمر نتائج DSC والمنحنى الأسود نتائج DMA. يمثل الخط الأسود المستمر معامل التخزين، E' (الصلابة)، ويمثل المنحنى الأسود المتقطع عامل الفقد tand (التخميد). في قياس DMA، يمكن أن نرى بوضوح أنه بالتأكيد يتم الحصول على مزيد من المعلومات مقارنةً بقياس DSC. في البداية في نطاق درجات الحرارة المنخفضة، يمكن ملاحظة انتقال يمثله انخفاض في معامل التخزين، E '، عند -124 درجة مئوية (بداية E') مع حد أقصى مناظر في عامل الفقد، tand، عند -104 درجة مئوية (ذروة tand). هذا هو الانتقال β ل PTFE. ويوجد انتقال آخر في معامل التخزين، E '، عند درجة حرارة 19 درجة مئوية (بداية E') والذي يمثل الانتقال الصلب/الصلب ل PTFE الذي يمكن قياسه أيضًا بواسطة DSC. ويرتبط هذا التحول أيضًا بذروة قصوى في عامل الفقد، tan d، عند 29 درجة مئوية (ذروة tan d).

يمكن العثور على الانتقال الزجاجي ل PTFE عند درجات حرارة أعلى من خلال انخفاض معامل التخزين، E'، عند درجة حرارة 113 درجة مئوية مع ذروة مناظرة في عامل الفقد، tan d، عند درجة حرارة 128 درجة مئوية.

يمكن أن نرى بوضوح أن DMA طريقة حساسة للغاية للكشف عن التحولات الطورية للمواد، والتي يكاد يكون من المستحيل اكتشافها عن طريق DSC.