14.02.2024 by Rüdiger Sehling, Aileen Sammler
Защо DMA е толкова важен?
Сравняване на резултатите от измерванията на политетрафлуороетилен (PTFE) чрез диференциална сканираща калориметрия (DSC) и динамично-механичен анализ (DMA)
При измерване на полимерни материали с DSC (диференциален сканиращ калориметър) може да е трудно да се наблюдават ефекти като стъкловидния преход. С помощта на DSC уредите се измерват само енергетичните ефекти на материалите (ендотермични/екзотермични), т.е. промяната в специфичната топлина. С помощта на DMA (динамичен механичен анализатор) обаче не е възможно да се открият енергетични ефекти, тъй като се определя реалното механично поведение на материала, а промяната на механичните му свойства (особено по време на стъклопрехода) е много по-чувствителна в сравнение с енергетичните ефекти.
На фигура 1 е показано типично DSC измерване на PTFE. От промяната в кристалната структура могат да се видят само два small ендотермични ефекта. Не може да се събере повече информация, въпреки че ПТФЕ предоставя много повече информация.
На фигура 2 е представено пряко сравнение на измерванията на DSC и DMA върху PTFE. Червената крива показва резултатите от DSC, а черната крива - резултатите от DMA. Непрекъснатата черна линия представя модула на съхранение E' (твърдост), а черната прекъсната крива - коефициента на загуба tand (демпфиране). При измерването на DMA ясно се вижда, че се получава определено повече информация в сравнение с DSC. В началото в нискотемпературния диапазон може да се наблюдава преход, представен от спада на модула на съхранение, E', при -124°C (начало на E') със съответния максимум на коефициента на загуба, tand, при -104°C (пик на tand). Това е β-преходът на PTFE. Друг преход се открива в модула на съхранение, E', при 19°C (начало на E'), който представлява преход твърдо/твърдо тяло на PTFE, който също може да се измери чрез DSC. Този преход е свързан и с максимален пик на коефициента на загуба, tan d, при 29°C (пик на tan d).
Стъкленият преход на ПТФЕ може да бъде установен при по-високи температури чрез спада на модула на съхранение, E', при 113°C със съответния максимален пик на коефициента на загуба, tan d, при 128°C.
Ясно се вижда, че DMA е много чувствителен метод за откриване на фазови преходи на материали, които е почти невъзможно да бъдат открити чрез DSC.
Чували ли сте вече за новия NETZSCH DMA 303 Eplexor®?
В този нов DMA с един плот комбинираме най-висока сила с най-широк температурен диапазон.
Нашата последна разработка, новият NETZSCH DMA 303 Eplexor®, е предназначен за прецизни измервания на най-различни образци, включително дори на много твърди образци, с контролиран диапазон на силата до 50 N, както статично, така и динамично. Пълната разделителна способност е налична в целия диапазон на силата, което води до точни и надеждни данни.
Пещта с контролирана температура се отличава с безпрецедентно широк температурен диапазон от -170°C до 800°C, което позволява хомогенно разпределение на топлината около образеца. Освен това диапазонът на преместване на силата от ±30 mm е идеален за статични експерименти, включително пълзене и релаксация.
Получаване на ценна информация с динамично-механичен анализ
Динамичният механичен анализ предлага богата информация за вашия материал:
- Визкоеластични свойства на материала: модул на съхранение (E') и модул на загуба (E''), коефициент на загуба (tan δ)
- Свойства на коравина и демпфиране при различни условия:
- в зависимост от температурата и честотата
- при различни нива на напрежение и деформация
- при определена газова атмосфера и в течна среда
- Идентифициране на материални реакции и фазови преходи
- Температура на стъкловиден преход на силно омрежени полимери и композити
- Съвместимост на полимерни смеси по отношение на състава и структурата
- Влияние на съдържанието на пълнители и добавки
- Втвърдяване и последващо втвърдяване на смоли
- Анализ на влиянието на стареенето
- Предвиждане на поведението на материалите с помощта на суперпозиция на времето и температурата (TTS)
- Процеси на пълзене и релаксация
