Introduction
Grâce à leur élasticité élevée et à leur comportement d'amortissement réglable, les matériaux élastomères sont utilisés dans presque tous les domaines techniques. Cependant, l'élasticité unique du caoutchouc dépend de la température. Le comportement en température des matériaux élastomères est déterminé par des balayages de température. Les balayages de température sont clairement paramétrés avec des vitesses de chauffage et de refroidissement ainsi que des températures initiales et finales. Expérimentalement, la détermination fiable du comportement en température nécessite un contrôle précis de la température et un faible gradient de température à l'intérieur de la chambre de mesure. Afin de garantir une excellente répartition de la température dans la chambre de mesure, la chambre de mesure de la série DMA GABO Eplexor® est équipée en standard d'un ventilateur.
Dans cette note d'application, l'influence de la distribution de la température dans la série DMA GABO Eplexor® est étudiée. Pour ce faire, des balayages de température ont été effectués dans un certain intervalle de température, avec et sans ventilateur.
Résultats des mesures
Six balayages de température sur des échantillons du même mélange de caoutchouc ont été effectués avec le DMA GABO Eplexor® 500 N de -80°C à 20°C à des vitesses de chauffage de 1, 3 et 5 K/min. Pour vérifier l'influence du ventilateur de la chambre sur la distribution de la température dans la chambre de mesure, les trois balayages de température ont été effectués avec et sans ventilateur de la chambre. La figure 1 montre la dépendance du facteur de perte, tan δ, par rapport à la vitesse de chauffage, mesurée avec et sans le ventilateur de la chambre.
La figure 1 montre que la plage de transition vitreuse dépend à la fois de la vitesse de chauffage et de l'utilisation d'un ventilateur de chambre. Afin d'étudier ce comportement plus en détail, la température de transition vitreuse, Tg - définie comme le maximum du facteur de perte, tan δ - est représentée dans la figure 2 en fonction de la vitesse de chauffage et de l'utilisation d'un ventilateur.
La figure 2 montre que la Tg se déplace vers des températures plus élevées avec des vitesses de chauffage plus élevées, indépendamment de l'utilisation d'un ventilateur. Le décalage en fonction de la vitesse de chauffage peut s'expliquer par la faible Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique de la plupart des plastiques. Les effets de transition spécifiques aux matériaux, tels que les températures de relaxation ou de transition vitreuse, sont décalés car les échantillons sont en retard par rapport à la température du four.
Entre les mesures effectuées à des vitesses de chauffage de 1 K/min et de 5 K/min, la Tg s'est décalée de moins de 1°C, c'est-à-dire de manière extrêmement insignifiante, lorsqu'on utilise un ventilateur de chambre. Sans ventilateur de chambre, le décalage de la température de transition vitreuse Tg était d'environ 4°C. Le ventilateur de la chambre favorise donc une très bonne répartition de la température dans la chambre de mesure, ce qui permet d'attribuer le décalage de la température de transition vitreuse uniquement à la faible Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique des composites élastomères.
Résumé
Par conséquent, les temps de mesure des balayages de température effectués par les instruments de la série DMA GABO Eplexor® peuvent être raccourcis en utilisant des vitesses de chauffage plus élevées, grâce à la bonne répartition de la température dans la chambre de mesure. Un balayage de température à une vitesse de chauffage de 5 K/min prendra environ un cinquième du temps de mesure d'un balayage de température à une vitesse de chauffage de 1 K/min.