05.10.2022 by Aileen Sammler
60 anni di NETZSCH-Gerätebau: La storia dell'analisi dinamico-meccanica
Il comportamento elastico ideale, cioè il ritorno completo e immediato alla forma iniziale una volta rimossa l'applicazione della forza, esiste solo in teoria. In pratica, le proprietà di tutti i materiali sono funzione della frequenza, che può essere più o meno accentuata a causa dell'attrito interno. Questo comportamento è detto viscoelastico.
L'analisi meccanica dinamica (DMA) è un metodo indispensabile per la determinazione delle proprietà viscoelastiche di materiali prevalentemente polimerici, come termoplastici rinforzati e non, duromeri o elastomeri. Con questo metodo di analisi, le proprietà meccaniche possono essere esaminate quantitativamente in funzione della temperatura, del tempo e della frequenza di un carico oscillante applicato al campione.
Nel mese di ottobre, vi racconteremo la storia del DMA e vi sveleremo i dettagli del nostro ampio portafoglio di prodotti DMA e le sue molteplici applicazioni nel controllo qualità, nella ricercaarch e nello sviluppo.
Come abbiamo già riferito negli ultimi mesi della nostra campagna per i 60 anni di NETZSCH-Gerätebau, NETZSCH era inizialmente specializzata solo nella gamma delle alte temperature, ovvero ceramica, vetro, metalli e materiali da costruzione. In seguito, l'azienda ha voluto essere attiva anche nel settore dei polimeri espansivi e si è quindi impegnata a fondo nella gamma delle basse temperature. Per l'analisi completa dei polimeri era necessaria l'analisi dinamico-meccanica (DMA), oltre ai metodi DSC e TGA, che all'epoca, all'inizio degli anni '90, erano ancora in fase di sviluppo.
Il 7 maggio 1992, NETZSCH-Gerätebau GmbH presentò il primo DMA 442 alla fiera Analytica di Monaco. Poco tempo dopo fu ribattezzato DMA 242, poiché nel frattempo era nata la serie di strumenti 200, composta da DMA, DSC 200 e TG 209. Con il DMA 242 fu sviluppato anche il primo strumento NETZSCH basato su software Windows (precedentemente basato su DOS)! Il DMA 242 copriva l'intervallo di temperatura da -150°C a 600°C - già ampio per l'epoca.
L'obiettivo era quello di determinare le proprietà viscoelastiche di polimeri e compositi, in particolare il modulo E complesso (Elasticità e modulo di elasticitàL'elasticità della gomma o elasticità dell'entropia descrive la resistenza di qualsiasi sistema di gomma o elastomero contro una deformazione o uno sforzo applicato dall'esterno. modulo di accumulo E', Modulo viscosoIl modulo complesso (componente viscosa), modulo di perdita o G'', è la parte "immaginaria" del modulo complesso complessivo del campione. Questa componente viscosa indica la risposta liquida, o fuori fase, del campione da misurare. modulo di perdita E"), il fattore di perdita tan δ(tan delta) e le Transizioni di faseIl termine transizione di fase (o cambiamento di fase) è più comunemente usato per descrivere le transizioni tra gli stati solido, liquido e gassoso.transizioni di fase termiche come la transizione vetrosa. Il nuovo strumento DMA era destinato principalmente ai principali produttori di automobili e ai loro fornitori, al settore dell'elettronica, della tecnologia alimentare e farmaceutica.
Il primo strumento venduto, nel 1993, è stato fornito alla Corea del Sud. È interessante notare che il campo di applicazione non era il settore dei polimeri, ma quello alimentare: Il nuovo cliente ha utilizzato il DMA per analizzare gli orsetti gommosi, misurando il comportamento di recupero per stabilire una correlazione con il comportamento di masticazione.
Misura multifrequenza rivoluzionaria
Il primo DMA aveva solo tre portacampioni: per la flessione, la compressione e la penetrazione. In seguito sono stati sviluppati portacampioni per la tensione e il taglio lineare. Nel 1999, NETZSCH ha ampliato l'intervallo di temperatura a -170°C grazie al nuovo sistema di raffreddamento CC200 LN2 basato sull'azoto liquido.
Assolutamente rivoluzionaria all'epoca fu la misurazione multifrequenza per la creazione della cosiddetta curva master, utilizzata per estrapolare il comportamento di un materiale a frequenze superiori al campo di misura. Questa funzione era già integrata nel software standard.
"Oltre ai dati di analisi più frequentemente utilizzati nella pratica, come il Elasticità e modulo di elasticitàL'elasticità della gomma o elasticità dell'entropia descrive la resistenza di qualsiasi sistema di gomma o elastomero contro una deformazione o uno sforzo applicato dall'esterno. modulo di accumulo e di perdita e il fattore di perdita tan δ, il software consente naturalmente anche la presentazione di operazioni multi-tasking (misurazione e valutazione simultanee) e il funzionamento multi-modulo con l'intera serie 200 (funzionamento simultaneo di più moduli)...", come si leggeva all'epoca nell'opuscolo NETZSCH DMA 242.
Tecnologia brevettata e il miglior DMA sul mercato
Come forse ricorderete, Stephan Knappe ci ha già fatto conoscere le Pietre miliari della storia del DSC in aprile. Ecco la sua dichiarazione sull'allora rivoluzionario DMA 242: "Il DMA è stato il primo strumento nella storia dell'azienda con cui non solo abbiamo analizzato termicamente, ma abbiamo anche determinato le proprietà meccaniche a diverse forze, deformazioni e frequenze importanti per la pratica. Il sistema brevettato di trasduttori di spostamento ("straine gage") era all'epoca innovativo, con una risoluzione fino a 0,5 nm (nanometri!)".
Stephan Knappe lavora per noi da oltre 30 anni. Negli anni '90 ha ricoperto il ruolo di product manager per la serie di strumenti 200 con DSC, TGA e DMA. Poiché all'epoca il sito NETZSCH non era molto conosciuto nel settore dei polimeri, Knappe caricò lo strumento da banco DMA nel bagagliaio della sua auto e andò in giro a visitare i clienti in Germania, con successo: nel 1995/96, godevamo già di un alto livello di notorietà e avevamo il miglior DMA sul mercato.
Seguirono numerosi workshop sul DMA in Germania e successivamente nel resto d'Europa e in Cina. Tra il 1996 e il 2004, si sono tenuti a Selb i sempre popolari incontri con gli utenti del DMA per discutere e condurre test dal vivo su parametri influenti quali frequenza, forza, ampiezza di deformazione, intervallo di temperatura, tipo di portacampioni, geometria del campione, consistenza del campione, ecc.
Ulteriori strumenti, il DMA 242 C e il DMA 242 D, sono stati lanciati rispettivamente nel 2000 e nel 2013.libraLa versione C presentava una rigidità di sistema a cinque dimensioni ed è stata utilizzata per sostituire l'acciaio con plastiche rinforzate con fibre di carbonio, più leggere e quasi altrettanto rigide, nelle applicazioni automobilistiche.
Lancio del DMA 242 E Artemis
Nel 2013, NETZSCH ha lanciato il DMA 242 E Artemis. Presenta una serie di innovazioni:
- Gamma di forza più elevata: ±12 N dinamico e 12 N statico
- Più di 30 diversi supporti per campioni
- Generatore di umidità: ad esempio, per studiare l'influenza dell'acqua come plastificante per le poliammidi
- Proteus®software ®, compatibile con altri strumenti NETZSCH come DSC, TGA, DIL, TMA, DEA
- Confronto diretto delle curve con i risultati di altri metodi di misura NETZSCH
Grazie al suo design modulare, alla varietà di portacampioni e sistemi di raffreddamento, il DMA 242 E Artemis è in grado di coprire un'ampia gamma di applicazioni e condizioni di campionamento. Le numerose possibilità di espansione ne fanno uno strumento ideale per qualsiasi laboratorio e quindi un investimento sicuro e a lungo termine.
Per saperne di più, cliccare qui: DMA 242 E Artemis - NETZSCH Analisi e test
La prossima settimana scoprirete come NETZSCH è entrato nel mercato della gomma e dei pneumatici grazie al DMA ad alto carico. Restate sintonizzati!