Cara Mengukur Pemuaian Material Akibat Penyerapan Air

Pada artikel sebelumnya, yang berfokus pada analisis termal di bawah kelembapan, kita telah melihat bahwa analisis termogravimetri merupakan metode standar untuk identifikasi 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 dan penentuan kadar air. Selain itu, analisis mekanis dinamis juga membantu menentukan pengaruh air dan kelembapan terhadap sifat mekanis suatu bahan dan komponen.

Baca artikelnya di sini!

Analisis menyeluruh dari suatu bahan atau zat di bawah kelembapan dilengkapi dengan analisis termomekanik.

Praktik langsung: Pengukuran TMA di bawah atmosfer yang lembap

Apa yang dimaksud dengan analisis termomekanik?

Analisis Termomekanik (TMA ) menentukan perubahan dimensi padatan, cairan, atau bahan pucat sebagai fungsi suhu dan/atau waktu di bawah gaya mekanis tertentu. Hal ini berkaitan erat dengan Dilatometri, yang menentukan perubahan panjang sampel di bawah beban yang dapat diabaikan.

Contoh dari bidang polimer

Tujuan dari analisis berikut ini adalah penentuan perubahan panjang material dalam atmosfer yang lembab. Oleh karena itu, TMA 402 F1 Hyperion^® dilengkapi dengan generator kelembaban yang menghasilkan tingkat kelembaban yang ditentukan dengan mencampurkan aliran gas basah dan kering.

Percobaan dilakukan pada sampel foil 250-μm dengan panjang 14,93 mm dalam mode tegangan. Suhu dijaga konstan pada 40°C dan langkah kelembaban 25% dilakukan selama program suhu (kurva biru pada gambar 1).

Grafik analisis termomekanik yang menunjukkan perubahan panjang polimer di bawah kelembapan pada suhu 40°C, menyoroti dampak kelembapan pada sifat material. — Gambar 1: Analisis sampel polimer dalam mode tegangan dengan TMA pada suhu konstan 40°C dan langkah kelembaban 25

Pada gambar 1, tampak jelas bahwa ada peningkatan total lebih dari 300 μm. Perubahan panjang sampel disebabkan oleh peningkatan kandungan air dalam bahan akibat 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. Perubahan panjang bahan di bawah kelembapan ini perlu diperhitungkan ketika membuat komponen polimer untuk aplikasi yang berbeda.

Kombinasi hasil dari metode analisis termal yang berbeda memungkinkan interpretasi lebih lanjut

Korelasi yang baik antara metode yang berbeda memungkinkan interpretasi lebih lanjut. Analisis TGA menunjukkan bahwa ada interaksi fisik antara air dan kelembapan dengan bahan atau zat. Hal ini dapat dilihat sebagai peningkatan kadar air dan bukan perilaku dekomposisi sampel. Selanjutnya, analisis dengan TMA dan DMA menunjukkan perubahan properti yang dihasilkan, misalnya, proses pemuaian dan / atau perubahan sifat mekanik.

Grafik analisis termal yang menunjukkan pengukuran TGA, TMA, dan DMA untuk sampel polimer dalam berbagai tingkat kelembapan. — Gambar 2: Ikhtisar pengukuran TGA, TMA dan DMA pada sampel PA yang sama

Mari kita lihat aplikasi lainnya!

Aplikasi dari bidang kosmetik

Dalam percobaan ini, rambut manusia dianalisis pada suhu konstan 45°C dengan berbagai jenis tingkat kelembapan, dari kelembapan relatif 30 hingga 60%. Rambut berubah panjangnya karena penurunan kelembapan.

Grafik yang mengilustrasikan analisis termomekanik dari perubahan panjang rambut manusia di bawah tingkat kelembapan yang bervariasi dari 30% hingga 60%. — Gambar 3: Analisis rambut manusia dengan TMA

Saat ini, analisis rambut manusia terutama digunakan di bidang kosmetik untuk mengetahui bagaimana rambut manusia bereaksi terhadap berbagai jenis kondisi iklim dan bagaimana sampo atau kondisioner dapat memengaruhi reaksi rambut.

Aplikasi dari bidang bahan bangunan

Untuk pengukuran kayu, sampel dipotong dengan cara yang berbeda, diilustrasikan dalam gambar ini.

Diagram skematik sistem kopling TGA-FT-IR dengan jalur transfer panas untuk analisis gas, menyoroti komponen dan koneksi utama. — Gambar 4: Arah pemotongan kayu yang berbeda

Kayu memiliki anisotropi yang tinggi terkait interaksinya dengan air dan pemuaian selanjutnya. Perubahan panjang akibat 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 tergantung pada arah sampel kayu yang telah disiapkan. Dipotong pada arah longitudinal, perubahan panjang sampel kayu memuai sekitar 0,1%, sedangkan pada arah radial, pemuaian mencapai hampir 1%, dan pada arah tangensial hingga 2%.

Grafik yang menggambarkan analisis TMA sampel kayu pada suhu 20°C dan kelembaban 50%, yang menunjukkan perubahan dimensi pada arah tangensial, radial, dan longitudinal. — Gambar 4: Analisis sampel kayu dengan TMA pada suhu konstan 20°C dan kelembaban relatif 50%

Terdapat faktor 20 dalam perubahan panjang antara arah yang berbeda. Oleh karena itu, kayu diperlakukan dengan zat yang berbeda agar lebih tahan terhadap kondisi cuaca yang berbeda-beda.

Contoh-contoh sebelumnya secara jelas menunjukkan bahwa kelembapan adalah salah satu parameter penting yang menentukan sifat bahan.

Instrumen analisis termal dapat memberikan wawasan penting tentang 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 dari bahan dan zat serta membantu menentukan pemuaian panjang yang dihasilkan atau perubahan stabilitas mekanis.

Berlangganan Buletin kami!