Introdução
Graças à sua alta elasticidade e ao comportamento de amortecimento ajustável, os materiais de elastômero são usados em quase todos os campos técnicos. Entretanto, a elasticidade exclusiva da borracha depende da temperatura. O comportamento de temperatura dos materiais de elastômero é determinado por varreduras de temperatura. As varreduras de temperatura são claramente parametrizadas com taxas de aquecimento e resfriamento, bem como temperaturas iniciais e finais. Experimentalmente, a determinação confiável do comportamento da temperatura requer um controle preciso da temperatura e um baixo gradiente de temperatura dentro da câmara de medição. Para garantir uma excelente distribuição de temperatura dentro da câmara de medição, a câmara de medição da série DMA GABO Eplexor® vem equipada de fábrica com um ventilador.
Nesta nota de aplicação, é investigada a influência da distribuição de temperatura na série DMA GABO Eplexor®. Para isso, foram realizadas varreduras de temperatura em um determinado intervalo de temperatura, com e sem ventilador.
Resultados da medição
Seis varreduras de temperatura em amostras da mesma mistura de borracha foram realizadas com o DMA GABO Eplexor® 500 N de -80°C a 20°C a taxas de aquecimento de 1, 3 e 5 K/min. Para verificar a influência do ventilador da câmara na distribuição da temperatura na câmara de medição, as três varreduras de temperatura foram realizadas com e sem o ventilador da câmara. A Figura 1 mostra a dependência da taxa de aquecimento do fator de perda, tan δ, medido com e sem o ventilador da câmara.
A Figura 1 comprova que a faixa de Temperatura de transição do vidroA transição vítrea é uma das propriedades mais importantes dos materiais amorfos e semicristalinos, por exemplo, vidros inorgânicos, metais amorfos, polímeros, produtos farmacêuticos e ingredientes alimentícios etc., e descreve a região de temperatura em que as propriedades mecânicas dos materiais mudam de duras e quebradiças para mais macias, deformáveis ou emborrachadas.transição vítrea depende tanto da taxa de aquecimento quanto do uso de um ventilador de câmara. Para investigar esse comportamento mais detalhadamente, a temperatura de Temperatura de transição do vidroA transição vítrea é uma das propriedades mais importantes dos materiais amorfos e semicristalinos, por exemplo, vidros inorgânicos, metais amorfos, polímeros, produtos farmacêuticos e ingredientes alimentícios etc., e descreve a região de temperatura em que as propriedades mecânicas dos materiais mudam de duras e quebradiças para mais macias, deformáveis ou emborrachadas.transição vítrea, Tg - definida como o máximo do fator de perda, tan δ - é mostrada na Figura 2 como uma função da taxa de aquecimento e do uso de um ventilador.
A Figura 2 mostra que a Tg se desloca para temperaturas mais altas com taxas de aquecimento mais elevadas, independentemente do uso de um ventilador. O deslocamento que é uma função da taxa de aquecimento pode ser explicado pela menor Condutividade térmicaA condutividade térmica (λ com a unidade W/(m-K)) descreve o transporte de energia - na forma de calor - por um corpo de massa como resultado de um gradiente de temperatura (veja a fig. 1). De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor sempre flui na direção da temperatura mais baixa.condutividade térmica da maioria dos plásticos. Os efeitos de transição específicos do material, como RelaxamentoQuando uma tensão constante é aplicada a um composto de borracha, a força necessária para manter essa tensão não é constante, mas diminui com o tempo; esse comportamento é conhecido como relaxamento de tensão. O processo responsável pelo relaxamento da tensão pode ser físico ou químico e, em condições normais, ambos ocorrerão ao mesmo tempo. relaxamento ou temperaturas de Temperatura de transição do vidroA transição vítrea é uma das propriedades mais importantes dos materiais amorfos e semicristalinos, por exemplo, vidros inorgânicos, metais amorfos, polímeros, produtos farmacêuticos e ingredientes alimentícios etc., e descreve a região de temperatura em que as propriedades mecânicas dos materiais mudam de duras e quebradiças para mais macias, deformáveis ou emborrachadas.transição vítrea, são deslocados, pois as amostras ficam atrás da temperatura do forno.
Entre as medições com taxas de aquecimento de 1 K/min e 5 K/min, a Tg mudou em menos de 1°C, ou seja, de forma extremamente insignificante, ao usar um ventilador de câmara. Sem um ventilador de câmara, a mudança na temperatura de Temperatura de transição do vidroA transição vítrea é uma das propriedades mais importantes dos materiais amorfos e semicristalinos, por exemplo, vidros inorgânicos, metais amorfos, polímeros, produtos farmacêuticos e ingredientes alimentícios etc., e descreve a região de temperatura em que as propriedades mecânicas dos materiais mudam de duras e quebradiças para mais macias, deformáveis ou emborrachadas.transição vítrea, Tg, foi de aproximadamente 4°C. Portanto, o ventilador da câmara promove uma distribuição de temperatura muito boa na câmara de medição; isso permite que a mudança na temperatura de Temperatura de transição do vidroA transição vítrea é uma das propriedades mais importantes dos materiais amorfos e semicristalinos, por exemplo, vidros inorgânicos, metais amorfos, polímeros, produtos farmacêuticos e ingredientes alimentícios etc., e descreve a região de temperatura em que as propriedades mecânicas dos materiais mudam de duras e quebradiças para mais macias, deformáveis ou emborrachadas.transição vítrea seja atribuída exclusivamente à baixa Condutividade térmicaA condutividade térmica (λ com a unidade W/(m-K)) descreve o transporte de energia - na forma de calor - por um corpo de massa como resultado de um gradiente de temperatura (veja a fig. 1). De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor sempre flui na direção da temperatura mais baixa.condutividade térmica dos compostos de elastômero.
Resumo
Como resultado, os tempos de medição das varreduras de temperatura realizadas pelos instrumentos da série DMA GABO Eplexor® podem ser reduzidos com o uso de taxas de aquecimento mais altas, graças à boa distribuição de temperatura na câmara de medição. Uma varredura de temperatura a uma taxa de aquecimento de 5 K/min levará cerca de um quinto do tempo de medição de uma varredura de temperatura a uma taxa de aquecimento de 1 K/min.