02.04.2020 by Milena Riedl
Bagaimana Air Mempengaruhi Sifat Mekanik Polimer
Mengapa air menjadi masalah bagi komponen yang terbuat dari termoplastik? Buku teks menjelaskan bahwa Proses PenyerapanPenyerapan adalah proses fisika dan kimia di mana suatu zat (biasanya gas atau cairan) terakumulasi di dalam fase lain atau pada batas fase dua fase. Tergantung pada tempat akumulasi, ada perbedaan antara absorpsi (akumulasi dalam fase) dan adsorpsi (akumulasi pada batas fase).penyerapan air untuk beberapa jenis poliamida (PA) sangat tinggi pada kelembaban relatif 50% dan di dalam air. Hal ini saja tidak akan menjadi masalah, tetapi Proses PenyerapanPenyerapan adalah proses fisika dan kimia di mana suatu zat (biasanya gas atau cairan) terakumulasi di dalam fase lain atau pada batas fase dua fase. Tergantung pada tempat akumulasi, ada perbedaan antara absorpsi (akumulasi dalam fase) dan adsorpsi (akumulasi pada batas fase).penyerapan air menyebabkan sifat material yang sangat berbeda. Bagaimana analisis mekanis dinamis (DMA) dapat membantu mengatasi masalah ini?
Pertama, mari kita bahas pertanyaan mengapa air menjadi masalah bagi komponen yang terbuat dari termoplastik. Buku teks menjelaskan bahwa Proses PenyerapanPenyerapan adalah proses fisika dan kimia di mana suatu zat (biasanya gas atau cairan) terakumulasi di dalam fase lain atau pada batas fase dua fase. Tergantung pada tempat akumulasi, ada perbedaan antara absorpsi (akumulasi dalam fase) dan adsorpsi (akumulasi pada batas fase).penyerapan air untuk beberapa jenis poliamida (PA) sangat tinggi pada kelembaban relatif 50% dan di dalam air. Hal ini saja tidak akan menjadi masalah, tetapi Proses PenyerapanPenyerapan adalah proses fisika dan kimia di mana suatu zat (biasanya gas atau cairan) terakumulasi di dalam fase lain atau pada batas fase dua fase. Tergantung pada tempat akumulasi, ada perbedaan antara absorpsi (akumulasi dalam fase) dan adsorpsi (akumulasi pada batas fase).penyerapan air menyebabkan sifat material yang sangat berbeda. Contohnya, modulus poliamida (PA) menurun hingga 66% dalam suasana lembap. Dengan demikian, mengetahui hilangnya kekakuan bahan termoplastik sangat penting dalam membuat komponen polimer. Bagaimana analisis mekanis dinamis (DMA) dapat membantu mengatasi masalah ini?
DMA dalam teori
Dalam metode ini, gaya sinusoidal (tegangan) diterapkan pada sampel sebagai masukan. Hal ini menghasilkan deformasi sinusoidal (SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan) sebagai output. Dari kedua parameter tersebut, modulus dapat dihitung, yang mengacu pada kekakuan material. Tetapi kita dapat mengetahui lebih banyak lagi tentang material dengan menggunakan pengukuran DMA! Mari kita ambil contoh seorang pria yang memegang bola di tangannya. Dia menjatuhkan bola tersebut ke lantai, tetapi bola tersebut tidak akan kembali ke ketinggian semula dari tangan pria tersebut. Hal ini menggambarkan bahwa materi memberikan perilaku yang berbeda. Energi yang tersimpan yang tersisa di dalam bola untuk kembali ke atas dari tanah terkait dengan modulus penyimpanan E´. Ketinggian yang hilang karena bola tidak melompat ke atas terkait dengan energi yang hilang yang terkait dengan Modulus kentalModulus kompleks (komponen kental), modulus kehilangan, atau G'', adalah bagian "imajiner" dari sampel dari keseluruhan modulus kompleks. Komponen kental ini menunjukkan respons seperti cairan, atau di luar fase, dari sampel yang sedang diukur. modulus kehilangan (E"). Pada akhirnya, kita juga mendapatkan informasi tentang perilaku redaman material.
Dalam contoh berikut ini, sebagian besar mengacu pada modulus penyimpanan, karena parameter ini paling erat kaitannya dengan kekakuan bahan dan karenanya paling penting dalam konstruksi bagian polimer.
Contoh 1: Poliamida 6 di bawah atmosfer lembab
Pengukuran dilakukan dengan DMA 242 E Artemis yang dikombinasikan dengan generator kelembaban.kelembaban relatif diterapkan di dalam tungku, yang memungkinkan pengukuran sifat mekanik dinamis suatu bahan di bawah kelembapan. Sampel PA 6 diukur pada frekuensi 1 Hz dan suhu 40 ° C dalam mode tegangan. Kelembaban relatif ditingkatkan secara bertahap dari 0% hingga 75% dari waktu ke waktu. Kekakuan (digambarkan oleh modulus penyimpanan E') bahan diukur dalam langkah-langkah kelembaban relatif ini. Terlihat jelas bahwa kekakuan bahan berkurang dengan meningkatnya kelembapan relatif. Pada kelembaban relatif 50%, modulus penyimpanan menurun sekitar 74%.
Contoh 2: Poliuretan dalam rendaman
Untuk contoh ini, DMA 242 E Artemis dilengkapi dengan rendaman, yaitu wadah yang terbuat dari baja yang dapat diaplikasikan pada tempat sampel. Hal ini dapat diterapkan untuk semua pemegang sampel dan mode deformasi DMA 242 E Artemis. Poliuretan (PU) diukur pada beberapa frekuensi, pada suhu 25 ° C dan dalam mode tegangan. Pada gambar 3, terlihat jelas pada titik mana air ditambahkan ke dalam wadah. Ada penurunan modulus penyimpanan selama air bersentuhan dengan material. Penurunannya signifikan dan mencapai sekitar 17%.
Efek kelembaban atau cairan pada bahan perlu diingat ketika membuat komponen polimer untuk aplikasi yang berbeda. Jika sebuah komponen dirancang dengan kekakuan asli material, komponen tersebut kemungkinan besar akan gagal dalam lingkungan aplikasinya. Hal ini dapat dihindari dengan menguji sifat mekanik dinamis di bawah kondisi layanan dengan menggunakan analisis mekanik dinamis. Pelajari lebih lanjut tentang DMA 242 E Artemisdi sini. Tahukah Anda? Penyerapan air sering kali menyebabkan perubahan dimensi suatu komponen. TMA yang dilengkapi dengan generator kelembapan dapat membantu menilai perubahan panjang di bawah atmosfer yang lembap. Ikuti kami di LinkedIn untuk tidak ketinggalan artikel!