Introducción
Gracias a su gran elasticidad y su comportamiento de amortiguación regulable, los materiales elastómeros se utilizan en casi todos los campos técnicos. Sin embargo, la singular elasticidad del caucho depende de la temperatura. El comportamiento térmico de los materiales elastómeros se determina mediante barridos de temperatura. Los barridos de temperatura se parametrizan claramente con velocidades de calentamiento y enfriamiento, así como con temperaturas iniciales y finales. Experimentalmente, la determinación fiable del comportamiento de la temperatura requiere un control preciso de la temperatura y un gradiente de temperatura bajo dentro de la cámara de medición. Para garantizar una excelente distribución de la temperatura dentro de la cámara de medición, la cámara de medición de la serie DMA GABO Eplexor® viene equipada de serie con un ventilador.
En esta nota de aplicación se investiga la influencia de la distribución de la temperatura en la serie DMA GABO Eplexor®. Para ello, se realizaron barridos de temperatura dentro de un intervalo de temperatura determinado tanto con ventilador como sin él.
Resultados de las mediciones
Se realizaron seis barridos de temperatura en muestras de la misma mezcla de caucho con el DMA GABO Eplexor® 500 N desde -80°C hasta 20°C a velocidades de calentamiento de 1, 3 y 5 K/min. Para comprobar la influencia del ventilador de la cámara en la distribución de la temperatura en la cámara de medición, se realizaron los tres barridos de temperatura con y sin ventilador de la cámara. La figura 1 muestra la dependencia de la velocidad de calentamiento del factor de pérdida, tan δ, medido con y sin ventilador de cámara.
La figura 1 demuestra que el intervalo de transición vítrea depende tanto de la velocidad de calentamiento como del uso de un ventilador de cámara. Para investigar este comportamiento con más detalle, en la figura 2 se representa la temperatura de transición vítrea, Tg -definida como el máximo del factor de pérdida, tan δ- en función de la velocidad de calentamiento y del uso de un ventilador.
La figura 2 muestra que la Tg se desplaza a temperaturas más altas con velocidades de calentamiento más elevadas, independientemente del uso de un ventilador. El desplazamiento en función de la velocidad de calentamiento puede explicarse por la menor conductividad térmica de la mayoría de los plásticos. Los efectos de transición específicos del material, como las temperaturas de RelajaciónCuando se aplica una tensión constante a un compuesto de caucho, la fuerza necesaria para mantener esa tensión no es constante, sino que disminuye con el tiempo; este comportamiento se conoce como relajación de tensiones. El proceso responsable de la relajación de tensiones puede ser físico o químico y, en condiciones normales, ambos ocurrirán al mismo tiempo. relajación o de transición vítrea, se desplazan, ya que las muestras se quedan rezagadas con respecto a la temperatura del horno.
Entre las mediciones con velocidades de calentamiento de 1 K/min y 5 K/min, la Tg se desplazó menos de 1 °C, es decir, de forma extremadamente insignificante, cuando se utilizó un ventilador de cámara. Sin ventilador de cámara, el cambio de la temperatura de transición vítrea, Tg, ascendió a unos 4 °C. Así pues, el ventilador de la cámara favorece una muy buena distribución de la temperatura en la cámara de medición, lo que permite atribuir el cambio de la temperatura de transición vítrea únicamente a la baja conductividad térmica de los compuestos de elastómero.
Resumen
Como resultado, los tiempos de medición de los barridos de temperatura realizados por los instrumentos de la serie DMA GABO Eplexor® pueden acortarse utilizando velocidades de calentamiento más elevadas, gracias a la buena distribución de la temperatura en la cámara de medición. Un barrido de temperatura con una velocidad de calentamiento de 5 K/min tardará aproximadamente una quinta parte del tiempo de medición de un barrido de temperatura con una velocidad de calentamiento de 1 K/min.