Vorst onder de kerstboom: Waarom materiaaltesten onder 0°C belangrijk zijn

De belangrijkste materiële uitdagingen - en hoe NETZSCH ze zichtbaar maakt

1. De glasovergang: Wanneer kunststoffen hun flexibiliteit verliezen

De glasovergangstemperatuur (_Tg) is een cruciale parameter voor polymeren. Boven T_(g) blijft een kunststof flexibel, maar onder deze temperatuur wordt het hard, bros en kan het breken. Dit betekent dat de visco-elastische eigenschappen van het polymeer aanzienlijk veranderen in het glasovergangsbereik. Kennis van de glasovergangstemperatuur is daarom erg belangrijk voor het evalueren van mechanisch gedrag en verwerkings- en toepassingstemperaturen.

Laten we polypropyleen (PP) als voorbeeld nemen: Het is licht en goedkoop en wordt vaak gebruikt voor kerststerren voor buiten. De glasovergangstemperatuur (_Tg) ligt echter meestal tussen -20°C en +20°C - precies in het temperatuurbereik van de winter. Dit betekent dat PP tijdens typische winternachten kan veranderen van een flexibel materiaal in een veel stijvere en brosse toestand. Dit verhoogt het risico op barsten of breuk, zelfs onder small mechanische spanningen zoals wind, manipulatie of montagekrachten.

Aangezien PP halfkristallijn is, kan de glasovergang bij DSC-metingen (differential scanning calorimetrie) in verschillende mate worden gedetecteerd, afhankelijk van de Kristalliniteit / KristalliniteitsgraadKristalliniteit verwijst naar de mate van structurele orde van een vaste stof. In een kristal is de ordening van atomen of moleculen consistent en repetitief. Veel materialen zoals glaskeramiek en sommige polymeren kunnen zo worden bereid dat er een mengsel ontstaat van kristallijne en amorfe gebieden. mate van kristalliniteit van het polymeer. Dit maakt aanvullende analysemethoden nuttig, zoals DMA (dynamische mechanische analyse) of rotationele reometrie (oscillatiemodus). Neem gerust contact met ons op en we helpen u de juiste methode voor uw materiaal te kiezen.

Een ander voorbeeld is de thermische karakterisering van PTFE met een combinatie van DSC, DMA en reologie: De volgende NETZSCH Application Note laat zien dat het detecteren van de glasovergang in halfkristallijne polymeren met behulp van DSC een uitdaging kan zijn. Dit gedrag is ook relevant voor kunststoffen die doorgaans worden gebruikt in kerstdecoraties, zoals PET of PP. Hier geeft de combinatie van DSC en reologische of dynamische mechanische analyse ook een completer beeld van het thermomechanische overgangsgedrag.

Een ander toepassingsvoorbeeld is de thermische karakterisering van PTFE, een polymeer dat vaak wordt gebruikt in buitentoepassingen. Hier geeft de combinatie van verschillende analysemethoden - DSC, DMA en reometer - een completer beeld van het thermische en visco-elastische gedrag.

Lees de volledige toepassingsnotitie hier:

2. Dimensionale stabiliteit, vervorming en materiaalmengsels

Veel buitendecoraties bestaan uit verschillende materialen, zoals plastic behuizingen, metalen beugels, kleefstoffen of coatings. Deze materialen reageren verschillend op temperatuurschommelingen en krimpen of zetten in verschillende mate uit bij koude of hitte.

Wat gebeurt er dan? Er kan vervorming, delaminatie, microscheurtjes of spanningsopbouw in de lijm- of coatinglagen optreden.

Gebruik TMA (thermomechanische analyse) of DIL (dilatometrie)bepalen we precies hoe de afmetingen van materialen veranderen bij temperatuurveranderingen en waar potentiële risico's in het product daardoor kunnen ontstaan.

Lees ons blogartikel "De thermische uitzettingscoëfficiënt: Een cruciale materiaaleigenschap" voor meer informatie. Hierin wordt benadrukt dat de thermische uitzettingscoëfficiënt (Lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt (CLTE/CTE)De lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt (CLTE) beschrijft de lengteverandering van een materiaal als functie van de temperatuur. CTE) een essentiële parameter is om het temperatuurgedrag van materialen te begrijpen - vooral bij het combineren van verschillende materialen.

3. Winterzon en UV-straling: De stille StressSpanning wordt gedefinieerd als een niveau van kracht uitgeoefend op een monster met een goed gedefinieerde dwarsdoorsnede. (Spanning = kracht/oppervlak). Monsters met een cirkelvormige of rechthoekige doorsnede kunnen worden samengedrukt of uitgerekt. Elastische materialen zoals rubber kunnen worden uitgerekt tot 5 tot 10 keer hun oorspronkelijke lengte.stress op materialen

UV-veroudering treedt niet alleen op in de zomer. Winterzon, sneeuwreflecties en zelfs straatverlichting kunnen ook UV-blootstelling genereren, waardoor kunststoffen zoals polypropyleen (PP) verder verzwakken. Mogelijke gevolgen zijn verkleuring (vergeling), scheuren of verlies van mechanische eigenschappen.

Foto-DSC-technologie , een combinatie van DSC (bijv. de NETZSCH DSC 300 Caliris^®) en een OmniCure^® UV-lichtbron, is bijzonder geschikt voor het onderzoeken van foto-geïnduceerde reacties en de invloed van UV-stabilisatoren. Hierdoor kunnen materialen thermisch worden geanalyseerd onder UV-blootstelling.

Meer informatie over analyse met foto-DSC:

Daarnaast kunnen door het bepalen van de OxidatieOxidatie kan verschillende processen beschrijven in de context van thermische analyse.oxidatie-inductietijd (Oxidatieve inductietijd (OIT) en oxidatieve begintemperatuur (OOT)Oxidatieve inductietijd (isotherme OIT) is een relatieve maat voor de weerstand van een (gestabiliseerd) materiaal tegen oxidatieve ontleding. Oxidatieve inductietemperatuur (dynamische OIT) of oxidatieve begintemperatuur (OOT) is een relatieve maat voor de weerstand van een (gestabiliseerd) materiaal tegen oxidatieve ontleding.OIT, IsothermTesten bij een gecontroleerde en constante temperatuur worden isotherm genoemd.isotherm of OxidatieOxidatie kan verschillende processen beschrijven in de context van thermische analyse.oxidatie-inductietemperatuur (Oxidatieve inductietijd (OIT) en oxidatieve begintemperatuur (OOT)Oxidatieve inductietijd (isotherme OIT) is een relatieve maat voor de weerstand van een (gestabiliseerd) materiaal tegen oxidatieve ontleding. Oxidatieve inductietemperatuur (dynamische OIT) of oxidatieve begintemperatuur (OOT) is een relatieve maat voor de weerstand van een (gestabiliseerd) materiaal tegen oxidatieve ontleding. OOT, dynamisch) met DSC conclusies worden getrokken over de relatieve oxidatieve stabiliteit van een polyolefine. Terwijl de Oxidatieve inductietijd (OIT) en oxidatieve begintemperatuur (OOT)Oxidatieve inductietijd (isotherme OIT) is een relatieve maat voor de weerstand van een (gestabiliseerd) materiaal tegen oxidatieve ontleding. Oxidatieve inductietemperatuur (dynamische OIT) of oxidatieve begintemperatuur (OOT) is een relatieve maat voor de weerstand van een (gestabiliseerd) materiaal tegen oxidatieve ontleding.OIT wordt bepaald bij een constante temperatuur, beschrijft de Oxidatieve inductietijd (OIT) en oxidatieve begintemperatuur (OOT)Oxidatieve inductietijd (isotherme OIT) is een relatieve maat voor de weerstand van een (gestabiliseerd) materiaal tegen oxidatieve ontleding. Oxidatieve inductietemperatuur (dynamische OIT) of oxidatieve begintemperatuur (OOT) is een relatieve maat voor de weerstand van een (gestabiliseerd) materiaal tegen oxidatieve ontleding. OOT het temperatuurpunt in een dynamische meting waarbij de reactie begint in een zuurstofhoudende atmosfeer. Beide methoden geven informatie over de vraag of materialen al beschadigd zijn en of de geselecteerde stabilisatoren qua type en hoeveelheid geschikt of voldoende zijn voor het beoogde gebruik.

Dit is een indicator om in te schatten hoe goed een decoratie bestand zal zijn tegen meerdere winters - niet alleen de eerste.

Lees hier een voorbeeldtoepassing van de oxidatiebestendigheid van polymeren: