05.10.2022 by Aileen Sammler
60 ans de NETZSCH-Gerätebau : L'histoire de l'analyse dynamique et mécanique
Le comportement élastique idéal, c'est-à-dire le retour complet et immédiat à la forme initiale une fois l'application de la force supprimée, n'existe qu'en théorie. En pratique, toutes les propriétés des matériaux sont fonction de la fréquence, qui peut être plus ou moins prononcée en raison des frottements internes. Ce comportement est appelé viscoélastique.
L'analyse mécanique dynamique (DMA) est une méthode indispensable pour déterminer les propriétés viscoélastiques de la plupart des matériaux polymères tels que les thermoplastiques renforcés et non renforcés, les duromères ou les élastomères. Cette méthode d'analyse permet d'examiner quantitativement les propriétés mécaniques en fonction de la température, du temps et de la fréquence d'une charge oscillante appliquée à l'échantillon.
Au mois d'octobre, nous vous présenterons l'histoire du DMA et nous vous dévoilerons les détails de notre large gamme de produits DMA et ses applications multiples dans les domaines de l'assurance qualité, de la recherche et du développement.
Comme nous l'avons déjà indiqué au cours des derniers mois de notre campagne d'un an sur les 60 ans de NETZSCH-Gerätebau, NETZSCH était à l'origine spécialisé uniquement dans le domaine des hautes températures, c'est-à-dire la céramique, le verre, les métaux et les matériaux de construction. Par la suite, l'entreprise a souhaité devenir active dans le secteur des polymères en expansion et s'est donc impliquée de manière intensive dans le domaine des basses températures. Pour l'analyse complète des polymères, l'analyse dynamique et mécanique (DMA) était nécessaire en plus des méthodes DSC et TGA - qui, à l'époque, au début des années 90, devaient encore être développées.
Le 7 mai 1992, NETZSCH-Gerätebau GmbH a présenté le premier DMA 442 lors du salon analytica à Munich. Il a été rebaptisé DMA 242 peu de temps après, car entre-temps, la série d'instruments 200 comprenant le DMA, le DSC 200 et le TG 209 avait vu le jour. Avec le DMA 242, le premier instrument NETZSCH basé sur le logiciel Windows (auparavant basé sur DOS) a également été développé ! Le DMA 242 couvrait la plage de température de -150°C à 600°C - déjà large pour l'époque.
L'objectif était de déterminer les propriétés viscoélastiques des polymères et des composites, en particulier le module E complexe (module de stockage E', Module visqueuxLe module complexe (composante visqueuse), module de perte ou G'', est la partie "imaginaire" du module complexe global des échantillons. Cette composante visqueuse indique la réponse liquide ou déphasée de l'échantillon mesuré. module de perte E"), le facteur de perte tan δ(tan delta) et les Transitions de phaseLe terme de transition de phase (ou changement de phase) est le plus souvent utilisé pour décrire les transitions entre les états solide, liquide et gazeux.transitions de phase thermiques telles que la transition vitreuse. Le nouvel instrument DMA était principalement destiné aux grands constructeurs automobiles et à leurs fournisseurs, au secteur de l'électronique, à la technologie alimentaire et à la pharmacie.
Le premier instrument vendu, en 1993, a été fourni à la Corée du Sud. Il est intéressant de noter que le domaine d'application n'était pas le secteur des polymères, mais celui de l'alimentation : Le nouveau client a utilisé le DMA pour analyser des oursons en gomme, en mesurant le comportement de récupération afin d'établir une corrélation avec le comportement de mastication.
Une mesure multifréquence révolutionnaire
Le premier DMA n'avait que trois porte-échantillons - pour la flexion, la compression et la pénétration. Plus tard, des porte-échantillons pour la traction et le cisaillement linéaire ont été développés. En 1999, NETZSCH a étendu la plage de température à -170°C grâce au nouveau système de refroidissement CC200 LN2 basé sur l'azote liquide.
La mesure multifréquence permettant de créer ce que l'on appelle la courbe maîtresse, utilisée pour extrapoler le comportement d'un matériau à des fréquences au-delà de la plage de mesure, était absolument révolutionnaire à l'époque. Cette fonction logicielle était déjà intégrée dans le logiciel standard.
"Outre les données d'analyse les plus fréquemment utilisées dans la pratique, telles que le module de stockage et de perte ainsi que le facteur de perte tan δ, le logiciel permet bien entendu de présenter un fonctionnement multitâche (mesure et évaluation simultanées) ainsi qu'un fonctionnement multimodule avec l'ensemble de la série 200 (fonctionnement simultané de plusieurs modules) ...", pouvait-on lire à l'époque dans la brochure de NETZSCH DMA 242.
Une technologie brevetée et le meilleur DMA du marché
Vous vous souvenez peut-être que Stephan Knappe nous a déjà familiarisés avec les jalons de l'histoire du DSC en avril. Voici sa déclaration sur le DMA 242, alors révolutionnaire : "Le DMA a été le premier instrument dans l'histoire de l'entreprise avec lequel nous n'avons pas seulement analysé thermiquement, mais aussi déterminé les propriétés mécaniques à différentes forces, déformations et fréquences importantes pour la pratique. Le système breveté de transducteur de déplacement ("straine gage") était révolutionnaire à l'époque avec sa résolution allant jusqu'à 0,5 nm (nanomètres !)".
Stephan Knappe travaille pour nous depuis plus de 30 ans. Dans les années 90, il a occupé le poste de chef de produit pour la série d'instruments 200 avec DSC, TGA et DMA. Comme NETZSCH n'était pas très connu dans le domaine des polymères à l'époque, il a mis l'instrument de table DMA dans le coffre de sa voiture et a fait le tour des clients en Allemagne - avec succès : en 1995/96, nous jouissions déjà d'un haut niveau de notoriété et avions le meilleur DMA sur le marché.
De nombreux ateliers DMA ont suivi en Allemagne, puis dans le reste de l'Europe et en Chine. Entre 1996 et 2004, des réunions d'utilisateurs de DMA, toujours très appréciées, ont été organisées à Selb pour discuter et mener des essais en direct sur des paramètres influents tels que la fréquence, la force, l'amplitude de DéformationLa Déformation décrit une déformation d’un matériau qui subit une contrainte ou une force mécanique externe. Les formulations d’élastomères présentent des propriétés de fluage, si une charge constante est appliquée.déformation, la plage de température, le type de porte-échantillon, la géométrie de l'échantillon, la consistance de l'échantillon, etc.
D'autres instruments, le DMA 242 C et le DMA 242 D, ont été lancés respectivement en 2000 et en 2013. La version C comportait un étalonnage de la rigidité du système en cinq dimensions et a été utilisée pour remplacer l'acier par des plastiques renforcés de fibres de carbone, plus légers et presque aussi rigides, dans les applications automobiles.
Lancement du DMA 242 E Artemis
En 2013, NETZSCH a lancé le DMA 242 E Artemis. Il présente une série d'innovations :
- Plage de force plus élevée : ±12 N dynamique et 12 N statique
- Plus de 30 supports d'échantillons différents
- Générateur d'humidité : par exemple, pour étudier l'influence de l'eau en tant que plastifiant pour les polyamides
- Proteus®logiciel ®, compatible avec d'autres instruments NETZSCH comme DSC, TGA, DIL, TMA, DEA
- Comparaison directe des courbes avec les résultats d'autres méthodes de mesure NETZSCH
Grâce à sa conception modulaire, à la variété des supports d'échantillons et des systèmes de refroidissement, le DMA 242 E Artemis est capable de couvrir une large gamme d'applications et de conditions d'échantillons, encore aujourd'hui. Les nombreuses possibilités d'extension en font un instrument idéal pour tout laboratoire et donc un investissement sûr et à long terme.
Pour en savoir plus, cliquez ici : DMA 242 E Artemis - NETZSCH Analyser et tester
La semaine prochaine, vous apprendrez comment NETZSCH a pénétré le marché du caoutchouc et des pneus grâce au DMA à charge élevée. Restez à l'écoute !