60 години NETZSCH-Gerätebau: Термобалансът, използван в катедрата по полимерни материали в университета в Байройт

Нашият дългогодишен клиент, Университетът в Байройт, Германия, също използва TG 209 F1 Libra^®. В следващия полеви доклад научете как катедрата по полимерни материали в Университета в Байройт използва TG 209 F1 Libra^® в комбинация със софтуера NETZSCH Kinetics Neo за прогнозиране на поведението на пластмасите по време на стареене.

Доклад на потребителя от Университета в Байройт:

Да се противопоставим на разрушенията на времето или да ги предвидим?

Как катедрата по полимерни материали в Университета в Байройт използва NETZSCH TG 209 F1 Libra^®в комбинация със софтуераNETZSCH Kinetics Neo за прогнозиране на поведението на пластмасите по време на стареене.

Всеки знае, че нещата се подобряват с времето. Първото нещо, което ви идва наум, е червеното вино; или красив, добре поддържан автомобил classic. Обикновено обаче никой не би си поръчал червено вино, отлежало 60 години, тъй като - за разлика от продуктите на NETZSCH-Gerätebau - във винопроизводството не съществува непрекъснат стремеж към съвършенство, който да гарантира постигането на такова високо ниво на качество.

Деградация на полимерите - предизвикателство в строителството

За разлика от NETZSCH и от споменатото червено вино, свойствата на полимерите за съжаление не винаги се подобряват с течение на времето. С напредването на възрастта свойствата на пластмасите често се променят, докато материалът не се разруши. На молекулярно ниво атомните връзки в полимерните вериги се разкъсват, при което страничните групи могат да се разтворят или да настъпи повреда на основната верига. Посткристализацията, миграцията на пластификатора и образуването на пукнатини от напрежение обаче също могат да бъдат споменати тук като ефекти на стареенето.

Общото за всички тях е, че протичат като функция на температурата и времето, като за всеки от тях има различни кинетични модели на реакциите. Едно от предимствата на протичащите реакции обаче е, че те често са съпроводени с промяна на масата. Пластификаторите, излизащи от обема, като например газообразните продукти от разграждането на полимера, предизвикват намаляване на теглото. Следвайки този принцип, динамичните TGA измервания се използват за изясняване на връзката между температурата и разграждането и - въз основа на получените данни - се създава кинетичен модел, който може да се използва за симулации при изотермични условия.

В настоящия случай се изследват нови системи от епоксидни смоли, които се използват в компоненти на въздухоплавателни средства и по този начин са изложени на високи температури. Тези материали трябва да издържат на дадените условия, без да се повредят, поне за срока на експлоатация на сглобката или дори по-добре - на целия самолет. Реалните изпитвания на експозиция при експлоатационни условия обаче не могат да бъдат проведени за период от 15 години. Затова ще се търси алтернатива от торбата с трикове за прогнозиране на поведението на материала.

Термогравиметрия като основа за симулации

В катедрата по полимерни материали в университета в Байройт, NETZSCH TG 209 F1 Libra^® се използват такива измервания. Директните измервания на температурата, извършвани от уреда, позволяват най-точното определяне на действителната температура, дори при ендо- и екзотермични реакции. За създаването на симулации е необходима висока степен на точност на въведените набори от данни, тъй като в противен случай разпространението на грешките би умножило отклоненията. Благодарение на керамичната вътрешност на TG могат да се охарактеризират дори полимери със силно корозивни продукти на разпадане.

Моделиране и прогнозиране с помощта на Кинетика Нео

Повечето химични реакции не протичат на една стъпка; същото се отнася и за реакциите на разлагане на полимери. В зависимост от полимера може да възникне комбинация от паралелни и последователни стъпки. С помощта на Kinetics Neo, могат да се създадат модели на цялостните реакции чрез комбиниране на тези отделни реакции. За всяка стъпка могат да бъдат зададени специфични параметри. Програмата предлага както автоматична оптимизация, така и ръчна настройка на всяка стойност. По този начин потребителят се радва на максимални възможности. Моделът се установява чрез напасването му към действителните данни от измерванията. Оценката се извършва чрез извеждане на стойността на R² или F-теста.

За случаите, в които моделът разкрива грешка small в сравнение с измерените данни, могат да се изчислят прогнози въз основа на математическата функция на модела. Тук става ясно защо доброто измервателно оборудване, като TG 209 F1 Libra^®, е необходимо. Само чрез прилагането на точни данни от измерванията може да се създаде точна симулация, която правилно да представя реалността.

Други приложения на TG 209 F1 Libra^® в отдел "Полимерно инженерство

В допълнение към описаното приложение TG 209 F1 Libra^® се използва за много други характеристики на материали. Изследват се важни за промишлеността свойства, като например съдържанието на пълнители в термопластичните материали или обемното съдържание на влакна в композитните материали. Могат да се намерят отговори и на научни въпроси, като например термичната стабилност при различни атмосфери на новоразработени дуромери. Тази многостранност прави TG 209F1 Libra^® устройство, което се използва постоянно в отдела.

Поздравяваме NETZSCH-Gerätebau с ^{60-годишния} юбилей. Ако NETZSCH продължи да се движи напред с иновации и да се стреми към съвършенство, както е било в миналото, ние очакваме още много години успешно сътрудничество.

Благодарим на катедрата по полимерни материали в Университета в Байройт за този интересен доклад и сърдечните пожелания. Ние също очакваме с нетърпение още дълги години сътрудничество!