05.10.2022 by Aileen Sammler
60 lat NETZSCH-Gerätebau: Historia analizy dynamiczno-mechanicznej
Idealne zachowanie elastyczne, tj. całkowity i natychmiastowy powrót do początkowego kształtu po usunięciu przyłożonej siły, istnieje tylko w teorii. W praktyce właściwości wszystkich materiałów są funkcją częstotliwości, która może być bardziej lub mniej wyraźna ze względu na tarcie wewnętrzne. Takie zachowanie nazywane jest lepkosprężystym.
Dynamiczna analiza mechaniczna (DMA) jest niezbędną metodą określania właściwości lepkosprężystych głównie materiałów polimerowych, takich jak wzmocnione i niewzmocnione tworzywa termoplastyczne, duromery lub elastomery. Dzięki tej metodzie analizy można ilościowo zbadać właściwości mechaniczne w funkcji temperatury, czasu i częstotliwości przyłożonego oscylującego obciążenia próbki.
W październiku będziemy informować o historii DMA i ujawniać szczegóły dotyczące naszego szerokiego portfolio produktów DMA i jego wieloaspektowych zastosowań w zapewnianiu jakości, badaniacharch i rozwoju.
Jak już informowaliśmy w ostatnich miesiącach naszej rocznej kampanii z okazji 60-lecia NETZSCH-Gerätebau, NETZSCH początkowo specjalizował się wyłącznie w zakresie wysokich temperatur, tj. ceramiki, szkła, metali i materiałów budowlanych. Później firma chciała również stać się aktywna w ekspansywnym sektorze polimerów, a tym samym intensywnie zaangażowała się w zakres niskich temperatur. Do kompleksowej analizy polimerów potrzebna była analiza dynamiczno-mechaniczna (DMA) wraz z metodami DSC i TGA - które w tamtym czasie, na początku lat 90-tych, wciąż wymagały rozwoju.
7 maja 1992 r. firma NETZSCH-Gerätebau GmbH zaprezentowała pierwszy miernik DMA 442 na targach Analytica w Monachium. Wkrótce potem został on przemianowany na DMA 242, ponieważ w międzyczasie narodziła się seria przyrządów 200 składająca się z DMA, DSC 200 i TG 209. Wraz z DMA 242 powstał również pierwszy instrument NETZSCH oparty na oprogramowaniu Windows (wcześniej oparty na DOS)! DMA 242 obejmował zakres temperatur od -150°C do 600°C - i tak już szeroki jak na swoje czasy.
Celem było określenie właściwości lepkosprężystych polimerów i kompozytów, a w szczególności złożonego modułu E (Elastyczność i moduł sprężystościElastyczność gumy lub elastyczność entropijna opisuje odporność dowolnego układu gumy lub elastomeru na zewnętrznie przyłożone odkształcenie lub naprężenie. moduł magazynowania E', Moduł lepkościModuł zespolony (składnik lepkościowy), moduł stratności lub G'' to "urojona" część ogólnego modułu zespolonego próbki. Ten lepki składnik wskazuje na reakcję próbki pomiarowej podobną do cieczy lub poza fazą. moduł stratności E"), współczynnika stratności tan δ(tan delta) oraz termicznych przejść fazowych, takich jakPunkt przecięciaW teście reologicznym, takim jak przemiatanie częstotliwości lub przemiatanie czas/temperatura, punkt przecięcia jest wygodnym punktem odniesienia wskazującym punkt "przejścia" próbki. przejście szkliste. Nowy instrument DMA był skierowany przede wszystkim do głównych producentów samochodów i ich dostawców, sektora elektronicznego oraz technologii żywności i farmacji.
Pierwszy sprzedany instrument, w 1993 roku, został dostarczony do Korei Południowej. Co ciekawe, obszar zastosowania nie obejmował sektora polimerów, ale sektor spożywczy: Nowy klient wykorzystał DMA do analizy gumowatych misiów, mierząc zachowanie podczas regeneracji w celu ustalenia korelacji z zachowaniem podczas żucia.
Rewolucyjny pomiar wieloczęstotliwościowy
Pierwszy DMA miał tylko trzy uchwyty na próbki - do zginania, ściskania i penetracji. Później opracowano uchwyty na próbki do rozciągania i ścinania liniowego. W 1999 roku firma NETZSCH rozszerzyła zakres temperatur do -170°C dzięki nowo opracowanemu systemowi chłodzenia CC200 LN2 opartemu na ciekłym azocie.
Absolutnie rewolucyjny w tamtym czasie był pomiar wieloczęstotliwościowy do tworzenia tak zwanej krzywej wzorcowej, która była wykorzystywana do ekstrapolacji zachowania materiału przy częstotliwościach wykraczających poza zakres pomiarowy. Ta funkcja oprogramowania była już zintegrowana ze standardowym oprogramowaniem.
"Oprócz najczęściej używanych w praktyce danych analitycznych, takich jak Elastyczność i moduł sprężystościElastyczność gumy lub elastyczność entropijna opisuje odporność dowolnego układu gumy lub elastomeru na zewnętrznie przyłożone odkształcenie lub naprężenie. moduł magazynowania i stratności wraz ze współczynnikiem stratności tan δ, oprogramowanie pozwala oczywiście również na prezentację pracy wielozadaniowej (jednoczesny pomiar i ocena), a także pracy wielomodułowej z całą serią 200 (jednoczesna praca wielu modułów) ...", jak stwierdzono w broszurze NETZSCH DMA 242 w tym czasie.
Opatentowana technologia i najlepszy DMA na rynku
Być może pamiętacie - Stephan Knappe już w kwietniu zapoznał nas z kamieniami milowymi historii DSC. Oto jego wypowiedź na temat rewolucyjnego wówczas urządzenia DMA 242: "DMA był pierwszym przyrządem w historii firmy, za pomocą którego nie tylko analizowaliśmy termicznie, ale dodatkowo określaliśmy właściwości mechaniczne przy różnych siłach, odkształceniach i częstotliwościach ważnych dla praktyki. Opatentowany system przetwornika przemieszczenia ("straine gage") był wówczas przełomowy dzięki rozdzielczości do 0,5 nm (nanometrów!)".
Stephan Knappe pracuje dla nas od ponad 30 lat. W latach 90-tych zajmował stanowisko kierownika produktu dla serii przyrządów 200 z DSC, TGA i DMA. Ponieważ w tamtym czasie strona NETZSCH nie była tak dobrze znana w branży polimerów, spakował on stacjonarny przyrząd DMA do bagażnika swojego samochodu i jeździł odwiedzać klientów w Niemczech - z sukcesem: w latach 1995/96 cieszyliśmy się już wysokim poziomem świadomości i mieliśmy najlepszy DMA na rynku.
Liczne warsztaty DMA odbyły się w Niemczech, a później w pozostałej części Europy i Chinach. W latach 1996-2004 w Selb odbywały się popularne spotkania użytkowników DMA, podczas których omawiano i przeprowadzano testy na żywo dotyczące istotnych parametrów, takich jak częstotliwość, siła, amplituda odkształcenia, zakres temperatur, typ uchwytu próbki, geometria próbki, spójność próbki itp.
Dodatkowe instrumenty, DMA 242 C i DMA 242 D, zostały wprowadzone na rynek odpowiednio w 2000 i 2013 roku.libraWersja C charakteryzowała się pięciowymiarową sztywnością systemu i została wykorzystana do zastąpienia stali lżejszymi, prawie tak samo sztywnymi tworzywami sztucznymi wzmocnionymi włóknem węglowym w zastosowaniach motoryzacyjnych.
Uruchomienie DMA 242 E Artemis
W 2013 roku firma NETZSCH wprowadziła na rynek model DMA 242 E Artemis. Posiada on wiele innowacji:
- Większy zakres siły: ±12 N dynamicznie i 12 N statycznie
- Ponad 30 różnych uchwytów na próbki
- Generator wilgotności: np. do badania wpływu wody jako plastyfikatora poliamidów
- Proteus®oprogramowanie ® kompatybilne z innymi urządzeniami NETZSCH takimi jak DSC, TGA, DIL, TMA, DEA
- Bezpośrednie porównanie krzywej z wynikami innych metod pomiarowych NETZSCH
Dzięki modułowej konstrukcji, różnorodnym uchwytom na próbki i systemom chłodzenia, DMA 242 E Artemis jest w stanie pokryć szeroki zakres zastosowań i warunków próbek do dziś. Różnorodne możliwości rozbudowy sprawiają, że jest to idealne urządzenie dla każdego laboratorium, a tym samym bezpieczna i długoterminowa inwestycja.
Więcej informacji tutaj: DMA 242 E Artemis - NETZSCH Analiza i testowanie
W przyszłym tygodniu dowiesz się, w jaki sposób NETZSCH wszedł na rynek gumy i opon za pomocą DMA o wysokim obciążeniu. Bądź na bieżąco!