05.10.2022 by Aileen Sammler
60 anos de NETZSCH-Gerätebau: A história da análise dinâmico-mecânica
O comportamento elástico ideal, ou seja, o retorno completo e imediato à forma inicial depois que a aplicação da força é removida, existe apenas na teoria. Na prática, as propriedades de todos os materiais são uma função da frequência, que pode ser mais acentuada ou menos acentuada devido ao atrito interno. Esse comportamento é chamado de viscoelástico.
A análise mecânica dinâmica (DMA) é um método indispensável para a determinação das propriedades viscoelásticas da maioria dos materiais poliméricos, como termoplásticos reforçados e não reforçados, durômeros ou elastômeros. Com esse método de análise, as propriedades mecânicas podem ser examinadas quantitativamente em função da temperatura, do tempo e da frequência de uma carga de amostra oscilante aplicada.
arcNo mês de outubro, relataremos a história do DMA e revelaremos detalhes sobre nosso amplo portfólio de produtos DMA e suas aplicações multifacetadas em garantia de qualidade, pesquisa e desenvolvimento.
Como já relatamos nos últimos meses de nossa campanha de aniversário de 60 anos da NETZSCH-Gerätebau, que durou um ano, a NETZSCH era inicialmente especializada apenas na faixa de alta temperatura, ou seja, cerâmica, vidro, metais e materiais de construção. Mais tarde, a empresa também quis se tornar ativa no setor de polímeros expansivos e, assim, envolveu-se intensamente na faixa de baixa temperatura. Para a análise abrangente de polímeros, foi necessária a análise dinâmico-mecânica (DMA), juntamente com os métodos DSC e TGA, que na época, no início dos anos 90, ainda precisavam ser desenvolvidos.
Em 7 de maio de 1992, a NETZSCH-Gerätebau GmbH apresentou o primeiro DMA 442 na feira de negócios Analytica, em Munique. Pouco tempo depois, ele foi renomeado para DMA 242, pois, nesse meio tempo, nasceu a série de instrumentos 200, composta por DMA, DSC 200 e TG 209. Com o DMA 242, também foi desenvolvido o primeiro instrumento NETZSCH baseado no software Windows (anteriormente baseado no DOS)! O DMA 242 cobria a faixa de temperatura de -150°C a 600°C - já ampla para sua época.
O objetivo era determinar as propriedades viscoelásticas de polímeros e compostos, ou especificamente o módulo E complexo (Elasticidade e módulo de elasticidadeA elasticidade da borracha ou elasticidade de entropia descreve a resistência de qualquer sistema de borracha ou elastômero contra uma deformação ou tensão aplicada externamente. módulo de armazenamento E', Módulo de viscosidadeO módulo complexo (componente viscoso), módulo de perda ou G'', é a parte "imaginária" das amostras do módulo complexo geral. Esse componente viscoso indica a resposta do tipo líquido, ou fora de fase, da amostra que está sendo medida. módulo de perda E"), o fator de perda tan δ(tan delta) e as Transições de faseO termo transição de fase (ou mudança de fase) é mais comumente usado para descrever transições entre os estados sólido, líquido e gasoso.transições de fase térmica, como a 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. O novo instrumento DMA foi direcionado principalmente para os principais fabricantes de automóveis e seus fornecedores, para o setor de eletrônicos e para a tecnologia de alimentos e farmácia.
O primeiro instrumento vendido, em 1993, foi fornecido para a Coreia do Sul. É interessante notar que o campo de aplicação não era o setor de polímeros, mas o setor de alimentos: O novo cliente usou o DMA para analisar balas de goma, medindo o comportamento de recuperação para estabelecer uma correlação com o comportamento de mastigação.
Medição revolucionária de multifrequência
O primeiro DMA tinha apenas três suportes de amostras - para flexão, compressão e penetração. Posteriormente, foram desenvolvidos suportes de amostras para 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 cisalhamento linear. Em 1999, o site NETZSCH expandiu a faixa de temperatura para -170°C graças ao recém-desenvolvido sistema de resfriamento CC200 LN2 baseado em nitrogênio líquido.
Absolutamente revolucionária naquela época foi a medição multifrequencial para a criação da chamada curva mestre, que foi usada para extrapolar o comportamento de um material em frequências além da faixa de medição. Esse recurso de software já estava integrado ao software padrão.
"Além dos dados de análise usados com mais frequência na prática, como Elasticidade e módulo de elasticidadeA elasticidade da borracha ou elasticidade de entropia descreve a resistência de qualquer sistema de borracha ou elastômero contra uma deformação ou tensão aplicada externamente. módulo de armazenamento e perda, juntamente com o fator de perda tan δ, o software, é claro, também permite a apresentação da operação multitarefa (medição e avaliação simultâneas), bem como a operação de vários módulos com toda a série 200 (operação simultânea de vários módulos)...", conforme declarado no folheto do NETZSCH DMA 242 naquela época.
Tecnologia patenteada e o melhor DMA do mercado
Vocês devem se lembrar - Stephan Knappe já nos familiarizou com os Marcos da História do DSC em abril. Aqui está sua declaração sobre o então revolucionário DMA 242: "O DMA foi o primeiro instrumento na história da empresa com o qual não apenas analisamos termicamente, mas também determinamos as propriedades mecânicas em diferentes forças, deformações e frequências importantes para a prática. O sistema patenteado de transdutor de deslocamento ("straine gage") foi inovador na época, com sua resolução de até 0,5 nm (nanômetros!)".
Stephan Knappe trabalha para nós há mais de 30 anos. Na década de 90, ele ocupou o cargo de gerente de produtos da série de instrumentos 200 com DSC, TGA e DMA. Como o site NETZSCH não era muito conhecido na área de polímeros naquela época, ele colocou o instrumento de bancada de DMA no porta-malas de seu carro e viajou para visitar clientes na Alemanha - com sucesso: em 1995/96, já tínhamos um alto nível de reconhecimento e o melhor DMA do mercado.
Seguiram-se inúmeros workshops de DMA na Alemanha e, posteriormente, no resto da Europa e na China. Entre 1996 e 2004, as sempre populares reuniões de usuários de DMA foram realizadas em Selb para discutir e realizar testes ao vivo sobre parâmetros influentes, como frequência, força, amplitude de deformação, faixa de temperatura, tipo de suporte de amostra, geometria da amostra, consistência da amostra etc.
Instrumentos adicionais, o DMA 242 C e o DMA 242 D, foram lançados em 2000 e 2013, respectivamente.libraA versão C apresentava uma rigidez de sistema de cinco dimensões e foi usada na substituição do aço por plásticos reforçados com fibra de carbono mais leves e quase tão rígidos em aplicações automotivas.
Lançamento do DMA 242 E Artemis
Em 2013, a NETZSCH lançou o DMA 242 E Artemis. Ele apresenta uma variedade de inovações:
- Maior faixa de força: ±12 N dinâmico e 12 N estático
- Mais de 30 suportes de amostras diferentes
- Gerador de umidade: por exemplo, para investigar a influência da água como plastificante para poliamidas
- Proteus®software ®, compatível com outros instrumentos do site NETZSCH, como DSC, TGA, DIL, TMA, DEA
- Comparação direta de curvas com resultados de outros métodos de medição NETZSCH
Graças ao seu design modular, à variedade de suportes de amostras e aos sistemas de resfriamento, o DMA 242 E Artemis é capaz de abranger uma ampla gama de aplicações e condições de amostras ainda hoje. Uma variedade de diferentes possibilidades de expansão o torna um instrumento ideal para qualquer laboratório e, portanto, um investimento seguro e de longo prazo.
Saiba mais aqui: DMA 242 E Artemis - NETZSCH Analyzing & Testing
Na próxima semana, você saberá como o NETZSCH entrou no mercado de borracha e pneus por meio do DMA de alta carga. Fique ligado!