Παγετός κάτω από το χριστουγεννιάτικο δέντρο: °C είναι σημαντικό

Οι σημαντικότερες υλικές προκλήσεις - και πώς το NETZSCH τις καθιστά ορατές

1. Η υαλώδης μετάβαση: Όταν τα πλαστικά χάνουν την ευκαμψία τους

Η θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης (_Tg) είναι μια κρίσιμη παράμετρος για τα πολυμερή, όχι μόνο το χειμώνα. Πάνω από την T_(g) ένα πλαστικό παραμένει εύκαμπτο, αλλά κάτω από αυτή τη θερμοκρασία, γίνεται σκληρό, εύθραυστο και μπορεί να σπάσει. Αυτό σημαίνει ότι οι ιξωδοελαστικές ιδιότητες του πολυμερούς αλλάζουν σημαντικά στην περιοχή υαλώδους μετάβασης. Η γνώση της θερμοκρασίας υαλώδους μετάβασης είναι επομένως πολύ σημαντική για την αξιολόγηση της μηχανικής συμπεριφοράς καθώς και των θερμοκρασιών επεξεργασίας και εφαρμογής.

Ας πάρουμε ως παράδειγμα το πολυπροπυλένιο (PP) : Είναι ελαφρύ και φθηνό και χρησιμοποιείται συχνά για χριστουγεννιάτικα αστέρια εξωτερικού χώρου. Ωστόσο, η θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης (_Tg) του είναι συνήθως μεταξύ -20°C και +20°C - ακριβώς στο εύρος των θερμοκρασιών του χειμώνα. Αυτό σημαίνει ότι κατά τη διάρκεια τυπικών χειμερινών νυχτών, το PP μπορεί να μεταβεί από ένα εύκαμπτο υλικό σε μια πολύ πιο σκληρή και εύθραυστη κατάσταση. Αυτό αυξάνει τον κίνδυνο ρηγμάτωσης ή αστοχίας, ακόμη και κάτω από μηχανικές καταπονήσεις small, όπως ο άνεμος, ο χειρισμός ή οι δυνάμεις τοποθέτησης.

Δεδομένου ότι το PP είναι ημικρυσταλλικό, η υαλώδης μετάβαση στις μετρήσεις DSC (διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης) μπορεί να ανιχνευθεί σε διαφορετικό βαθμό ανάλογα με τον βαθμό κρυσταλλικότητας του πολυμερούς. Αυτό καθιστά χρήσιμες πρόσθετες μεθόδους ανάλυσης, όπως η DMA (δυναμική μηχανική ανάλυση) ή η περιστροφική ρεομετρία (λειτουργία ταλάντωσης). Μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας και θα σας βοηθήσουμε να επιλέξετε τη σωστή μέθοδο για το υλικό σας.

Μια άλλη είναι ο θερμικός χαρακτηρισμός του PTFE με τη χρήση ενός συνδυασμού DSC, DMA και ρεολογίας: Το ακόλουθο σημείωμα εφαρμογής NETZSCH καταδεικνύει ότι η ανίχνευση της υαλώδους μετάβασης σε ημικρυσταλλικά πολυμερή με τη χρήση DSC μπορεί να αποτελέσει πρόκληση. Αυτή η συμπεριφορά είναι επίσης σχετική με τα πλαστικά που χρησιμοποιούνται συνήθως σε χριστουγεννιάτικες διακοσμήσεις, όπως το PET ή το PP. Εδώ, ο συνδυασμός της DSC και της ρεολογικής ή δυναμικής μηχανικής ανάλυσης παρέχει επίσης μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα της συμπεριφοράς της θερμομηχανικής μετάβασης.

Ένα άλλο παράδειγμα εφαρμογής είναι ο θερμικός χαρακτηρισμός του PTFE, ενός πολυμερούς που χρησιμοποιείται συχνά σε εξωτερικές εφαρμογές. Εδώ, ο συνδυασμός διαφορετικών μεθόδων ανάλυσης - DSC, DMA και ρεόμετρο - παρέχει μια πληρέστερη εικόνα της θερμικής και ιξωδοελαστικής συμπεριφοράς.

Διαβάστε το πλήρες σημείωμα εφαρμογής εδώ:

2. Σταθερότητα διαστάσεων, στρέβλωση & μείγματα υλικών

Πολλές διακοσμήσεις εξωτερικού χώρου αποτελούνται από διάφορα υλικά, όπως πλαστικά περιβλήματα, μεταλλικά στηρίγματα, κόλλες ή επιστρώσεις. Αυτά τα υλικά αντιδρούν διαφορετικά στις μεταβολές της θερμοκρασίας και συστέλλονται ή διαστέλλονται σε διαφορετικό βαθμό στο κρύο ή στη ζέστη.

Τι συμβαίνει τότε Μπορεί να προκληθεί στρέβλωση, αποκόλληση, μικρορωγμές ή συσσώρευση τάσεων στα στρώματα της κόλλας ή της επίστρωσης.

Χρήση του TMA (θερμομηχανική ανάλυση) ή DIL (dilatometry), προσδιορίζουμε με ακρίβεια τον τρόπο με τον οποίο οι διαστάσεις των υλικών μεταβάλλονται με τις αλλαγές της θερμοκρασίας και πού μπορεί να βρίσκονται οι πιθανοί κίνδυνοι στο προϊόν ως αποτέλεσμα.

Διαβάστε το άρθρο του ιστολογίου μας "Ο συντελεστής θερμικής διαστολής: Μια κρίσιμη ιδιότητα του υλικού" για περισσότερες πληροφορίες. Τονίζεται ότι ο συντελεστής θερμικής διαστολής (Συντελεστής γραμμικής θερμικής διαστολής (CLTE/CTE)Ο συντελεστής γραμμικής θερμικής διαστολής (CLTE) περιγράφει τη μεταβολή του μήκους ενός υλικού σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία.CTE) είναι μια ουσιαστική παράμετρος για την κατανόηση της θερμοκρασιακής συμπεριφοράς των υλικών - ειδικά όταν συνδυάζονται διαφορετικά υλικά.

3. Χειμερινός ήλιος και υπεριώδης ακτινοβολία: Η σιωπηλή καταπόνηση των υλικών

Η γήρανση από την υπεριώδη ακτινοβολία δεν συμβαίνει μόνο το καλοκαίρι. Ο χειμερινός ήλιος, οι αντανακλάσεις του χιονιού, ακόμη και ο φωτισμός των δρόμων μπορούν επίσης να προκαλέσουν έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία, αποδυναμώνοντας περαιτέρω τα πλαστικά όπως το πολυπροπυλένιο (PP). Οι πιθανές συνέπειες περιλαμβάνουν αποχρωματισμό (κιτρίνισμα), ρωγμές ή απώλεια μηχανικών ιδιοτήτων.

Η τεχνολογία Photo-DSC , ένας συνδυασμός DSC (π.χ NETZSCH DSC 300 Caliris^®) και μιας πηγής υπεριώδους φωτόςOmniCure^® , είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για τη διερεύνηση των αντιδράσεων που προκαλούνται από τη φωτοβολία και την επίδραση των σταθεροποιητών υπεριώδους ακτινοβολίας. Αυτό επιτρέπει τη θερμική ανάλυση υλικών υπό έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία.

Μάθετε περισσότερα σχετικά με την ανάλυση με χρήση photo-DSC:

Επιπλέον, ο προσδιορισμός του χρόνου επαγωγής οξείδωσης (Χρόνος οξειδωτικής επαγωγής (OIT) και θερμοκρασία οξειδωτικής έναρξης (OOT)Ο χρόνος οξειδωτικής επαγωγής (ισοθερμοκρασιακός OIT) είναι ένα σχετικό μέτρο της αντίστασης ενός (σταθεροποιημένου) υλικού στην οξειδωτική αποσύνθεση. Η θερμοκρασία οξειδωτικής επαγωγής (δυναμική OIT) ή η θερμοκρασία οξειδωτικής έναρξης (OOT) είναι ένα σχετικό μέτρο της αντίστασης ενός (σταθεροποιημένου) υλικού στην οξειδωτική αποσύνθεση.OIT, ισοθερμοκρασιακός) ή της θερμοκρασίας επαγωγής οξείδωσης (Χρόνος οξειδωτικής επαγωγής (OIT) και θερμοκρασία οξειδωτικής έναρξης (OOT)Ο χρόνος οξειδωτικής επαγωγής (ισοθερμοκρασιακός OIT) είναι ένα σχετικό μέτρο της αντίστασης ενός (σταθεροποιημένου) υλικού στην οξειδωτική αποσύνθεση. Η θερμοκρασία οξειδωτικής επαγωγής (δυναμική OIT) ή η θερμοκρασία οξειδωτικής έναρξης (OOT) είναι ένα σχετικό μέτρο της αντίστασης ενός (σταθεροποιημένου) υλικού στην οξειδωτική αποσύνθεση.OOT, δυναμικός) με τη χρήση DSC επιτρέπει την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τη σχετική οξειδωτική σταθερότητα μιας πολυολεφίνης. Ενώ η Χρόνος οξειδωτικής επαγωγής (OIT) και θερμοκρασία οξειδωτικής έναρξης (OOT)Ο χρόνος οξειδωτικής επαγωγής (ισοθερμοκρασιακός OIT) είναι ένα σχετικό μέτρο της αντίστασης ενός (σταθεροποιημένου) υλικού στην οξειδωτική αποσύνθεση. Η θερμοκρασία οξειδωτικής επαγωγής (δυναμική OIT) ή η θερμοκρασία οξειδωτικής έναρξης (OOT) είναι ένα σχετικό μέτρο της αντίστασης ενός (σταθεροποιημένου) υλικού στην οξειδωτική αποσύνθεση.OIT προσδιορίζεται σε σταθερή θερμοκρασία, η Χρόνος οξειδωτικής επαγωγής (OIT) και θερμοκρασία οξειδωτικής έναρξης (OOT)Ο χρόνος οξειδωτικής επαγωγής (ισοθερμοκρασιακός OIT) είναι ένα σχετικό μέτρο της αντίστασης ενός (σταθεροποιημένου) υλικού στην οξειδωτική αποσύνθεση. Η θερμοκρασία οξειδωτικής επαγωγής (δυναμική OIT) ή η θερμοκρασία οξειδωτικής έναρξης (OOT) είναι ένα σχετικό μέτρο της αντίστασης ενός (σταθεροποιημένου) υλικού στην οξειδωτική αποσύνθεση.OOT περιγράφει το σημείο θερμοκρασίας σε μια δυναμική μέτρηση στο οποίο αρχίζει η αντίδραση σε ατμόσφαιρα που περιέχει οξυγόνο. Και οι δύο μέθοδοι παρέχουν πληροφορίες σχετικά με το αν τα υλικά έχουν ήδη υποστεί βλάβη ή αν οι επιλεγμένοι σταθεροποιητές είναι κατάλληλοι ή επαρκείς για την προβλεπόμενη χρήση από άποψη τύπου και ποσότητας.

Αυτός είναι ένας δείκτης για την εκτίμηση του πόσο καλά μια διακόσμηση θα αντέξει αρκετούς χειμώνες - όχι μόνο τον πρώτο.

Διαβάστε ένα παράδειγμα εφαρμογής της αντοχής των πολυμερών στην οξείδωση εδώ: