60 anni di NETZSCH-Gerätebau: La termobilancia in uso presso il Dipartimento di Materiali Polimerici dell'Università di Bayreuth

Anche il nostro cliente di lunga data, l'Università di Bayreuth, in Germania, utilizza un TG 209 F1 Libra^®. Scoprite nel seguente rapporto sul campo come il Dipartimento dei Materiali Polimerici dell'Università di Bayreuth utilizza il TG 209 F1 Libra^® insieme al software NETZSCH Kinetics Neo per la previsione del comportamento di invecchiamento delle materie plastiche.

Relazione dell'utente dell'Università di Bayreuth:

Resistere alle ingiurie del tempo o prevederle?

Come il Dipartimento di Materiali Polimerici dell'Università di Bayreuth utilizza NETZSCH TG 209 F1 Libra^®insieme al softwareNETZSCH Kinetics Neo per la previsione del comportamento di invecchiamento delle materie plastiche.

Tutti conoscono le cose che migliorano con il tempo. La prima cosa che viene in mente è il vino rosso o una bella auto ben tenuta classic. Tuttavia, in genere, nessuno vorrebbe un vino rosso invecchiato per 60 anni, poiché - a differenza dei prodotti di NETZSCH-Gerätebau - non c'è una continua ricerca della perfezione nella vinificazione per garantire il raggiungimento di un livello di qualità così elevato.

Degradazione dei polimeri: una sfida per l'edilizia

A differenza di NETZSCH e del già citato vino rosso, le proprietà dei polimeri purtroppo non sempre migliorano nel tempo. Quando le materie plastiche invecchiano, le loro proprietà spesso cambiano fino al cedimento del materiale. A livello molecolare, i legami atomici delle catene polimeriche si rompono, con la conseguente dissoluzione dei gruppi laterali o il cedimento della catena principale. Anche la post-CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione, la migrazione del plastificante e la formazione di cricche da Lo stressLa sollecitazione è definita come un livello di forza applicato su un campione con una sezione trasversale ben definita. (Sollecitazione = forza/area). I campioni con sezione trasversale circolare o rettangolare possono essere compressi o allungati. I materiali elastici come la gomma possono essere allungati fino a 5-10 volte la loro lunghezza originale.stress possono essere citati come effetti dell'invecchiamento.

Tutti hanno in comune il fatto di avvenire in funzione della temperatura e del tempo, ciascuno con diversi modelli di reazione cinetica. Un vantaggio delle reazioni che avvengono, tuttavia, è che spesso sono accompagnate da una variazione di massa. I plastificanti che escono dal volume, come i prodotti gassosi della degradazione del polimero, provocano una diminuzione di peso. Seguendo questo principio, le misure TGA dinamiche vengono utilizzate per chiarire la relazione tra temperatura e degradazione e, sulla base dei dati ottenuti, viene creato un modello cinetico che può essere utilizzato per le simulazioni in condizioni isoterme.

Nel caso attuale, si stanno studiando nuovi sistemi di resine epossidiche da utilizzare nei componenti degli aerei e quindi esposti ad alte temperature. Questi materiali devono resistere alle condizioni date, senza cedimenti, per almeno la durata della vita utile dell'assemblaggio o, meglio ancora, dell'intero velivolo. I test di esposizione reale alle condizioni operative, tuttavia, non possono essere eseguiti per un periodo di 15 anni. Pertanto, per prevedere il comportamento dei materiali si cercherà un'alternativa dal bagaglio di trucchi.

La termogravimetria come base per le simulazioni

Presso il Dipartimento di Materiali Polimerici dell'Università di Bayreuth, per tali misure viene utilizzato il sistema NETZSCH TG 209 F1 Libra^® viene utilizzato per queste misurazioni. Le misurazioni dirette della temperatura effettuate dallo strumento consentono di impostare con la massima precisione la temperatura effettiva, anche per le reazioni endo- ed esotermiche. Per stabilire le simulazioni, è necessario un alto grado di precisione per i set di dati immessi, poiché la propagazione degli errori moltiplicherebbe le deviazioni. Grazie all'interno in ceramica del TG, è possibile caratterizzare anche polimeri con prodotti di Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. decomposizione altamente corrosivi.

Modellazione e previsione mediante Cinetica Neo

La maggior parte delle reazioni chimiche non avviene in un unico passaggio; lo stesso vale per le Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. reazioni di decomposizione dei polimeri. A seconda del polimero, può verificarsi una combinazione di fasi parallele e seriali. Con Kinetics Neo Cinetica Neoè possibile stabilire modelli delle reazioni complessive combinando queste reazioni individuali. È possibile assegnare parametri specifici a ciascuna fase. Il programma offre sia l'ottimizzazione automatica che la regolazione manuale di ogni valore. In questo modo, l'utente ha a disposizione il massimo delle possibilità. Il modello viene stabilito adattandolo ai dati di misura reali. La valutazione viene effettuata mediante l'emissione del valore R² o del test F.

Nei casi in cui il modello rivela un errore small rispetto ai dati misurati, è possibile calcolare le previsioni in base alla funzione matematica del modello. In questo caso, diventa chiaro il motivo per cui è necessaria una buona strumentazione di misura, come il TG 209 F1 Libra^®è necessario. Solo attraverso l'applicazione di dati di misura accurati è possibile stabilire una simulazione precisa che rappresenti correttamente la realtà.

Ulteriori applicazioni del TG 209 F1 Libra^® presso il dipartimento di Ingegneria dei polimeri

Oltre alle applicazioni descritte, il TG 209 F1 Libra^® viene utilizzato per molte altre caratterizzazioni di materiali. Vengono esaminate proprietà rilevanti dal punto di vista industriale, come il contenuto di carica dei termoplastici o il contenuto in volume di fibre dei materiali compositi. È possibile rispondere anche a domande scientifiche, come la Stabilità termicaUn materiale è termicamente stabile se non si decompone sotto l'influenza della temperatura. Un modo per determinare la stabilità termica di una sostanza è quello di utilizzare un TGA (analizzatore termogravimetrico). stabilità termica in diverse atmosfere dei duromeri di nuova concezione. Questa versatilità rende il TG 209F1 Libra^® un dispositivo costantemente in uso presso il dipartimento.

Ci congratuliamo con NETZSCH-Gerätebau per il suo ^60° anniversario. Se NETZSCH continuerà ad andare avanti con l'innovazione e la ricerca della perfezione, come ha fatto in passato, ci auguriamo molti altri anni di collaborazione di successo.

Un sentito ringraziamento va al Dipartimento di Materiali Polimerici dell'Università di Bayreuth per questa interessante relazione e per i calorosi auguri. Anche noi ci auguriamo di poter collaborare ancora per molti anni!