Introdução
Atualmente, o método de Análise Térmica Dinâmico-Mecânica (DMTA) está muito bem estabelecido em laboratórios de materiais earch, desenvolvimento e controle de qualidade. A técnica DMTA permite a observação da frequência e das propriedades mecânicas dependentes do alongamento (lineares e não lineares) de, por exemplo, compostos de borracha preenchidos e não preenchidos. O instrumento escolhido aqui é o bem-sucedido Eplexor® 500 N da NETZSCH GABO Instruments.
Aplicativo
As varreduras de temperatura no modo de compressão, EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão ou cisalhamento mostram claramente a dependência da temperatura das propriedades mecânicas de borrachas e misturas de borracha. Na maioria dos casos, as amostras são resfriadas até uma temperatura inicial abaixo da Tg (temperatura de transição vítrea) e, em seguida, são aquecidas até a temperatura final usando uma taxa de aquecimento baixa e constante (1 a 3 K/min), a fim de obter distribuições homogêneas de temperatura dentro das amostras.
As investigações a seguir foram realizadas em geometria de cisalhamento: No dispositivo de cisalhamento duplo (veja a figura 1), duas amostras cilíndricas de borracha (espessura: 2 mm, diâmetro: 10 mm) são colocadas e coladas entre dois suportes metálicos firmemente conectados ao suporte de amostras do tipo cisalhamento. Dois modos de carregamento diferentes podem ser aplicados:
- Carga dinâmica controlada por força (isto é, sob força constante)
- Carga dinâmica controlada por deformação (isto é, sob deformação constante)
No primeiro caso, a amostra é submetida a uma força dinâmica fixa. Em temperaturas abaixo da Tg, a deformação da amostra é small devido à alta rigidez das borrachas e misturas de borracha no estado vítreo. Com o aumento da temperatura, a amostra amolece e sua deformação sob força constante aumenta.
No segundo caso, a amostra é submetida a uma EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão constante em toda a faixa de medição. A aplicação de EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão constante requer a aplicação de altos níveis de força em temperaturas abaixo da transição vítrea. À medida que a temperatura aumenta, a força aplicada diminui devido ao amolecimento da amostra. A Figura 2 mostra as diferenças entre as execuções controladas por EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão e por força. A deformação imposta de 0,25% relacionada à espessura da amostra corresponde a uma deformação real de aproximadamente 5 μm. Com essa deformação relativamente small, é necessário aplicar aproximadamente 25 N em baixas temperaturas. Esse teste demonstra claramente que, mesmo em um teste de cisalhamento sem pré-carga, deve haver uma reserva de força suficiente disponível. A progressão da curva no modo controlado por força se desvia significativamente dos resultados do modo controlado por deformação. Os dois modos geram diferentes condições de teste físico e induzem a uma resposta diferente do material. A alta deformação causada pelo modo de força constante reflete distintamente a dependência da amplitude das propriedades mecânicas das amostras de borracha. No modo de controle de força, as deformações resultantes são maiores do que no modo de controle de deformação por um fator de 10.
Resultados
Para investigar as propriedades mecânicas dependentes da deformação com a precisão e a resolução necessárias, são necessários analisadores com uma reserva de força suficiente, como o Eplexor® 500 N da NETZSCH GABO Instruments. Além disso, sistemas de controle adequados que geram e controlam a deformação com alta precisão na faixa de μm são de grande importância. Enquanto os resultados das medições controladas por força mostram uma estrutura adicional acima da Tg, as medições controladas por EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão são praticamente isentas dela. Aqui, é necessário ter em mente que, com força constante, a deformação pode se tornar larger do que no caso da deformação constante. Outros mecanismos de deformação e efeitos térmicos que complicam a interpretação do comportamento do material são envolvidos. O caso da deformação constante é mais claramente definido, pois a deformação é sempre mantida na mesma amplitude durante todo o experimento. É óbvio que o modo de medição com controle de tensão é benéfico para a investigação das propriedades de borrachas e misturas de borracha. Para obter informações confiáveis sobre o módulo de cisalhamento (e tanδ) acima da transição vítrea, a deformação deve ser constante durante as varreduras de temperatura.