Úvod
Díky své vysoké pružnosti a nastavitelným tlumicím vlastnostem se elastomerové materiály používají téměř ve všech technických oborech. Jedinečná elasticita pryže je však závislá na teplotě. Teplotní chování elastomerových materiálů se určuje pomocí teplotních rozptylů. Teplotní výkyvy jsou jasně parametrizovány rychlostí ohřevu a ochlazování a počáteční a konečnou teplotou. Experimentálně spolehlivé stanovení teplotního chování vyžaduje přesnou regulaci teploty a nízký teplotní gradient v měřicí komoře. Aby bylo zajištěno vynikající rozložení teploty v měřicí komoře, je měřicí komora řady DMA Gabo Eplexor® standardně vybavena ventilátorem.
V této aplikační poznámce je zkoumán vliv rozložení teploty v měřicí komoře řady DMA Gabo Eplexor®. Za tímto účelem byla provedena teplotní měření v určitém teplotním intervalu s ventilátorem i bez něj.
Výsledky měření
Na vzorcích stejné směsi pryže bylo provedeno šest teplotních měření pomocí přístroje DMA Gabo Eplexor® 500 N v rozsahu od -80 °C do 20 °C při rychlostech ohřevu 1, 3 a 5 K/min. Pro ověření vlivu komorového ventilátoru na rozložení teploty v měřicí komoře byla provedena tři teplotní měření s komorovým ventilátorem a bez něj. Na obrázku 1 je znázorněna závislost ztrátového činitele tan δ na rychlosti ohřevu měřená s komorovým ventilátorem a bez něj.
Obrázek 1 dokládá, že rozsah skelného přechodu závisí na rychlosti ohřevu i na použití komorového ventilátoru. Za účelem podrobnějšího zkoumání tohoto chování je na obrázku 2 znázorněna teplota skelného přechodu Tg - definovaná jako maximum ztrátového faktoru tan δ - v závislosti na rychlosti ohřevu a použití ventilátoru.
Z obrázku 2 je patrné, že s vyšší rychlostí ohřevu se Tg posouvá k vyšším teplotám bez ohledu na použití ventilátoru. Posun, který je funkcí rychlosti ohřevu, lze vysvětlit nižší tepelnou vodivostí většiny plastů. Přechodové jevy specifické pro daný materiál, jako jsou teploty RelaxacePokud na pryžovou směs působí konstantní deformace, síla potřebná k udržení této deformace není konstantní, ale s časem klesá; toto chování se nazývá relaxace napětí. Proces odpovědný za relaxaci napětí může být fyzikální nebo chemický a za normálních podmínek probíhají oba současně. relaxace nebo skelného přechodu, jsou posunuty, protože vzorky zaostávají za teplotou pece.
Mezi měřeními při rychlostech ohřevu 1 K/min a 5 K/min došlo při použití komorového ventilátoru k posunu Tg o méně než 1 °C, tj. extrémně nevýznamně. Bez komorového ventilátoru činil posun teploty skelného přechodu, Tg, přibližně 4 °C. Komorový ventilátor tedy podporuje velmi dobré rozložení teploty v měřicí komoře; to umožňuje, aby posun teploty skelného přechodu byl způsoben pouze nízkou tepelnou vodivostí elastomerových kompozitů.
Souhrn
Díky dobrému rozložení teploty v měřicí komoře lze zkrátit dobu měření při teplotních měřeních prováděných přístroji řady DMA Gabo Eplexor® použitím vyšších rychlostí ohřevu. Teplotní měření při rychlosti ohřevu 5 K/min zabere přibližně pětinu doby měření teplotního měření při rychlosti ohřevu 1 K/min.