60 anos de NETZSCH-Gerätebau: A termobalança em uso no Departamento de Materiais Poliméricos da Universidade de Bayreuth

Nosso cliente de longa data, a Universidade de Bayreuth, na Alemanha, também usa um TG 209 F1 Libra^®. Descubra no relatório de campo a seguir como o Departamento de Materiais Poliméricos da Universidade de Bayreuth usa o TG 209 F1 Libra^® em conjunto com o software NETZSCH Kinetics Neo para prever o comportamento de envelhecimento de plásticos.

Relatório de usuário da Universidade de Bayreuth:

Resistir aos estragos do tempo ou prevê-los?

Como o Departamento de Materiais Poliméricos da Universidade de Bayreuth usa o NETZSCH TG 209 F1 Libra^®em conjunto com o softwareNETZSCH Kinetics Neo para prever o comportamento de envelhecimento de plásticos.

Todo mundo conhece coisas que ficam melhores com o tempo. O vinho tinto pode ser a primeira coisa que vem à mente; ou um carro bonito e bem conservado classic. No entanto, em geral, ninguém gostaria de ter um vinho tinto envelhecido por 60 anos, pois, ao contrário dos produtos da NETZSCH-Gerätebau, não há uma busca contínua pela perfeição na produção de vinhos para garantir que esse alto nível de qualidade seja alcançado.

Degradação de polímeros - um desafio na construção

Em contraste com o site NETZSCH e com o vinho tinto mencionado anteriormente, as propriedades dos polímeros, infelizmente, nem sempre melhoram com o tempo. À medida que os plásticos envelhecem, suas propriedades geralmente mudam até o material falhar. No nível molecular, as ligações atômicas nas cadeias de polímeros se rompem, o que faz com que os grupos laterais se dissolvam ou que ocorra uma falha na cadeia principal. No entanto, a pós-CristalizaçãoA cristalização é o processo físico de endurecimento durante a formação e o crescimento de cristais. Durante esse processo, o calor da cristalização é liberado.cristalização, a migração do plastificante e a formação de trincas por EstresseA tensão é definida como um nível de força aplicado a uma amostra com uma seção transversal bem definida. (Tensão = força/área). As amostras com seção transversal circular ou retangular podem ser comprimidas ou esticadas. Materiais elásticos, como a borracha, podem ser esticados até 5 a 10 vezes seu comprimento original.estresse também podem ser mencionadas aqui como efeitos do envelhecimento.

Todos eles têm em comum o fato de ocorrerem em função da temperatura e do tempo, cada um com diferentes modelos de reação cinética. Uma vantagem das reações que ocorrem, no entanto, é que elas geralmente são acompanhadas por uma mudança na massa. Os plastificantes que saem do volume, como os produtos gasosos da degradação do polímero, causam uma diminuição no peso. Seguindo esse princípio, as medições dinâmicas de TGA são usadas para elucidar a relação entre temperatura e degradação e, com base nos dados obtidos, é criado um modelo cinético que pode ser usado para simulações em condições isotérmicas.

No caso atual, novos sistemas de resina epóxi estão sendo investigados para uso em componentes de aeronaves e, portanto, expostos a altas temperaturas. Esses materiais devem resistir às condições determinadas, sem falhas, pelo menos durante a vida útil do conjunto ou, melhor ainda, de toda a aeronave. No entanto, não é possível realizar testes reais de exposição sob as condições operacionais em um período de 15 anos. Assim, será buscada uma alternativa no conjunto de truques para prever o comportamento do material.

Termogravimetria como base para simulações

No Departamento de Materiais Poliméricos da Universidade de Bayreuth, um equipamento NETZSCH TG 209 F1 Libra^® é usado para essas medições. As medições diretas de temperatura realizadas pelo instrumento permitem a configuração mais precisa da temperatura real, mesmo para reações endo e exotérmicas. Para estabelecer simulações, é necessário um alto grau de precisão para os conjuntos de dados inseridos, pois, caso contrário, a propagação de erros multiplicaria os desvios. Graças ao interior de cerâmica do TG, até mesmo os polímeros com produtos de Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição altamente corrosivos podem ser caracterizados.

Modelagem e previsão por meio de Cinética Neo

A maioria das reações químicas não ocorre em uma única etapa; o mesmo se aplica às Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. reações de decomposição de polímeros. Dependendo do polímero, pode ocorrer uma combinação de etapas paralelas e seriais. Por meio do Kinetics Neoé possível estabelecer modelos das reações gerais combinando essas reações individuais. Parâmetros específicos podem ser atribuídos a cada etapa. O programa oferece otimização automática e ajuste manual de cada valor. Dessa forma, o usuário desfruta de um máximo de possibilidades. O modelo é estabelecido ajustando-o aos dados de medição reais. A avaliação é realizada com a saída do valor R² ou do teste F.

Nos casos em que o modelo revela um erro small quando comparado aos dados medidos, as previsões podem ser calculadas com base na função matemática do modelo. Aqui, fica claro por que é necessário um bom equipamento de medição, como o TG 209 F1 Libra^®é necessário. Somente com a aplicação de dados de medição precisos é possível estabelecer uma simulação precisa que represente corretamente a realidade.

Outras aplicações do TG 209 F1 Libra^® no departamento de Engenharia de Polímeros

Além da aplicação descrita, o TG 209 F1 Libra^® é usado para muitas outras caracterizações de materiais. São examinadas propriedades industrialmente relevantes, como o teor de carga de termoplásticos ou o teor de volume de fibra de materiais compostos. Também é possível responder a questões científicas, como a Estabilidade térmicaUm material é termicamente estável se não se decompõe sob a influência da temperatura. Uma maneira de determinar a estabilidade térmica de uma substância é usar um TGA (analisador termogravimétrico). estabilidade térmica sob diferentes atmosferas de durômeros recém-desenvolvidos. Essa versatilidade faz com que o TG 209F1 Libra^® um dispositivo que está constantemente em uso no departamento.

Parabenizamos a NETZSCH-Gerätebau por seu ^60º aniversário. Se a NETZSCH continuar avançando com inovações e buscando a perfeição, como fez no passado, esperamos ter muitos outros anos de colaboração bem-sucedida.

Muito obrigado ao Departamento de Materiais Poliméricos da Universidade de Bayreuth por esse relatório interessante e pelos votos de boas-vindas. Nós também estamos ansiosos por muitos outros anos de colaboração!