Bevezetés
Az elasztomer anyagokat nagy rugalmasságuk miatt szinte minden műszaki területen alkalmazzák. Az elasztomer anyagok alapvető tulajdonsága, hogy képesek tárolni a deformációs energiát, és szükség esetén visszaadni azt a teljes rendszernek. E tulajdonság egyik mérőszáma az anyagimmanens visszaállító erőkből áll, amelyek - rendszertől függően - a tárolt energiából generálhatók, és könnyen elérhetik a tárolt energia 90%-át vagy annál is többet. Ez az "értékes" tulajdonság azonban egy szűk hőmérsékleti tartományra korlátozódik, amely az adott alkalmazás üzemi és munkahőmérsékletét határozza meg. Ezért az elasztomer anyagok hőmérsékleti viselkedése központi jelentőségű.
Az elasztomer anyagok termikus viselkedésének rögzítésére ún. hőmérsékleti sweepeket használnak, amelyek általában különböző fűtési sebességek mellett paraméterezhetők. A magas, 5°C/perc fűtési sebesség például előnyösebb, mint az 1°C/perc fűtési sebesség, mivel rövidebb idő alatt kapunk eredményt, így a vizsgálat gyorsabb és költséghatékonyabb. Felmerül azonban a kérdés, hogy hogyan értékeljük ki az eredményeket a különböző fűtési sebességek esetén.
Ez az alkalmazási megjegyzés ezzel a kérdéssel foglalkozik, és megvizsgálja a DMA GABO Eplexor® sorozat fűtési sebességtől való függését.
Mérési feltételek
Ugyanazon gumikeverék mintáin -80 °C és 20 °C között négy hőmérsékletmérést végeztünk 1, 2, 3 és 5 °C/perc fűtési sebességgel a DMA GABO Eplexor® 500 N készülékkel (1. ábra).
Bevezetés
Az elasztomer anyagok alsó üzemi hőmérsékletét az üvegesedési hőmérséklet (Tg) korlátozza. A Tg azt a hőmérsékletet jellemzi, amelyen az elasztomer anyagok kemény és viszonylag rideg állapotból gumiszerűen rugalmas állapotba kerülnek. A gyakorlatban a Tg-t a tanδ veszteségtényező maximumaként határozzák meg. A Tg fűtési sebességtől való függését az 1. ábra mutatja.
A 2. ábra azt mutatja, hogy a Tg magasabb hőmérsékletre tolódik a nagyobb fűtési sebességgel. Egy hőmérséklet-söprés esetén a Tg 1 °C/perc fűtési sebesség mellett -42,3 °C, 5 °C/perc fűtési sebesség mellett pedig -41,4 °C. Ez a Tg kb. 1 °C-os helyzeti változásának felel meg. A veszteségtényező tanδ maximuma legfeljebb 0,01-gyel változott. Ez a megfigyelés a legtöbb műanyag rossz Hővezető képességA hővezető képesség (λ, mértékegysége W/(m-K)) az energia - hő formájában történő - szállítását írja le egy tömegtestben a hőmérséklet-gradiens hatására (lásd az 1. ábrát). A termodinamika második törvénye szerint a hő mindig az alacsonyabb hőmérséklet irányába áramlik.hővezető képességével illusztrálható. Ez az anyagspecifikus átmeneti hatások, például a RelaxációAmikor egy gumikeverékre állandó feszültséget alkalmazunk, a feszültség fenntartásához szükséges erő nem állandó, hanem idővel csökken; ezt a viselkedést nevezzük feszültségrelaxációnak. A feszültséglazulásért felelős folyamat lehet fizikai vagy kémiai, és normál körülmények között mindkettő egyszerre következik be. relaxációs maximumok vagy az üvegesedési átmeneti hőmérsékletek magasabb hőmérsékletre (pozitív fűtési sebességek esetén) vagy alacsonyabb hőmérsékletre (negatív hűtési sebességek esetén) való eltolódását okozza. A magasabb fűtési sebesség "húzóhatásokhoz" vezet, és a minta lemarad a kemence hőmérsékletétől. Az 1°C/perc fűtési sebesség ezért helyesen tükrözi a mintaspecifikus hatásokat, míg a nagy fűtési sebesség e hatások eltolódását okozza a hőmérsékleti skálán.
Összefoglaló
A Tg-értékekhelyzetének és a veszteségtényező tanδ maximumának minimális eltolódása a különböző fűtési sebességek következtében a DMA GABO Eplexor® sorozatban a DMA GABO nagyon jó hőmérséklet-eloszlásának köszönhető, amelyet a mérőkamrában lévő ventilátor alkalmazásával értek el. E megállapítások közvetlen következménye a hőmérsékletméréshez szükséges mérési idő csökkentése a magasabb fűtési sebességek alkalmazásával, például 5°C/perc helyett például 1°C/perc. Ennek előfeltétele a vizsgált anyagok Tg-jének fűtési sebességtől való függésének ismerete.