はじめに
エラストマー材料は、その高い弾性により、ほとんどすべての技術分野で採用されている。エラストマー材料の本質的な特性は、変形エネルギーを蓄え、必要なときにそれをシステム全体に放出する能力である。この特性の一つの指標は、材料に内在する復元力であり、この復元力は、システムによっては、蓄積されたエネルギーから生成され、蓄積されたエネルギーの90％以上に達することもある。しかし、この "貴重な "特性は、それぞれの用途の動作温度と使用温度を規定する狭い温度範囲に制限される。このため、エラストマー材料の温度挙動は極めて重要である。
いわゆる温度掃引は、エラストマー材料の熱挙動を記録するために使用され、一般的に異なる加熱速度でパラメータ化することができます。例えば、5℃/分という高い加熱速度は、1℃/分という加熱速度よりも短時間で結果が得られるため好ましく、そのため試験はより迅速で費用対効果が高くなります。しかし、異なる加熱速度の結果をどのように評価するかという疑問が生じます。
このアプリケーションノートでは、この疑問を解決し、DMA GABOEPLEXOR シリーズの加熱速度依存性を検証します。
測定条件
DMA GABOEPLEXOR 500 N（図1）を用いて、-80℃から20℃まで、加熱速度1、2、3、5℃/分で4回の温度掃引を行った。
はじめに
エラストマー材料の最低使用温度は、ガラス転移温度（Tg）によって制限される。Tgは、エラストマー材料が硬くて比較的脆い状態からゴムのような弾性状態に変化する温度を特徴づける。実際には、Tgは損失係数tanδの最大値として定義される。Tgの加熱速度依存性を図1に示す。
図2は、加熱速度が高くなるほどTgが高温側にシフトすることを示している。温度掃引の場合、Tgは加熱速度1℃/分で-42.3℃、加熱速度5℃/分で-41.4℃となる。これは、約1℃のTgの位置変化に相当する。損失係数の最大値tanδは、最大でも0.01の変化である。この観察は、ほとんどのプラスチックの熱伝導率の低さによって説明することができる。このため、緩和極大やガラス転移温度などの材料固有の転移効果は、（加熱速度が正の場合は）高温へ、（冷却速度が負の場合は）低温へとシフトする。加熱速度が速いと「ドラッグ効果」が生じ、試料は炉の温度に遅れをとります。したがって、1℃/分の加熱速度は試料固有の効果を正しく反映し、高い加熱速度はこれらの効果を温度スケール上でシフトさせます。
概要
加熱速度の違いによるTgの位置の最小シフトと損失係数tanδの最大値は、DMA GABOEPLEXOR シリーズ内部の温度分布が非常に良好であるためであり、これは測定チャンバー内にファンを使用することで達成される。これらの知見の直接的な結果は、例えば1℃/分の代わりに5℃/分といった高い加熱速度を使用することで、温度スイープに必要な測定時間を短縮できることです。そのための前提条件は、被測定材料のTgの加熱速度依存性に関する知識である。