Geada sob a árvore de Natal: Por que os testes de materiais abaixo de 0°C são importantes

Os desafios materiais mais importantes - e como o site NETZSCH os torna visíveis

1. A transição vítrea: Quando os plásticos perdem sua flexibilidade

A temperatura de transição vítrea (_Tg) é um parâmetro crucial para os polímeros, não apenas no inverno. Acima da T_(g) , o plástico permanece flexível, mas abaixo dessa temperatura, ele se torna duro, quebradiço e pode se romper. Isso significa que as propriedades viscoelásticas do polímero mudam significativamente na faixa de transição vítrea. Portanto, o conhecimento da temperatura de transição vítrea é muito importante para avaliar o comportamento mecânico, bem como as temperaturas de processamento e aplicação.

Tomemos o polipropileno (PP) como exemplo: Ele é leve e barato e é frequentemente usado para estrelas de Natal ao ar livre. No entanto, sua temperatura de transição vítrea (_Tg) está normalmente entre -20°C e +20°C - exatamente na faixa de temperaturas do inverno. Isso significa que, durante as noites típicas de inverno, o PP pode passar de um material flexível para um estado muito mais rígido e quebradiço. Isso aumenta o risco de rachaduras ou falhas, mesmo sob small estresses mecânicos, como vento, manuseio ou forças de montagem.

Como o PP é semicristalino, a transição vítrea nas medições de DSC (calorimetria de varredura diferencial) pode ser detectada em graus variados, dependendo do Cristalinidade / Grau de cristalinidadeA cristalinidade refere-se ao grau de ordem estrutural de um sólido. Em um cristal, o arranjo de átomos ou moléculas é consistente e repetitivo. Muitos materiais, como vidro, cerâmica e alguns polímeros, podem ser preparados de forma a produzir uma mistura de regiões cristalinas e amorfas. grau de cristalinidade do polímero. Isso torna úteis métodos de análise adicionais, como DMA (análise mecânica dinâmica) ou reometria rotacional (modo de oscilação). Sinta-se à vontade para entrar em contato conosco e nós o ajudaremos a escolher o método certo para o seu material.

Outra é a caracterização térmica do PTFE usando uma combinação de DSC, DMA e reologia: A seguinte Nota de Aplicação NETZSCH demonstra que a detecção da transição vítrea em polímeros semicristalinos usando DSC pode ser um desafio. Esse comportamento também é relevante para plásticos normalmente usados em decorações de Natal, como PET ou PP. Nesse caso, a combinação de DSC e análise mecânica dinâmica ou reológica também fornece um quadro mais completo do comportamento da transição termomecânica.

Outro exemplo de aplicação é a caracterização térmica do PTFE, um polímero usado com frequência em aplicações externas. Aqui, a combinação de diferentes métodos de análise - DSC, DMA e reômetro - fornece um quadro mais completo do comportamento térmico e viscoelástico.

Leia a nota de aplicação completa aqui:

2. Estabilidade dimensional, empenamento e misturas de materiais

Muitas decorações externas consistem em vários materiais, como caixas de plástico, suportes de metal, adesivos ou revestimentos. Esses materiais reagem de forma diferente às mudanças de temperatura e se contraem ou expandem em graus variados no frio ou no calor.

O que acontece então? Podem ocorrer deformações, delaminação, microfissuras ou acúmulo 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 nas camadas de adesivo ou revestimento.

Usando a TMA (análise termomecânica) ou DIL (dilatometria)determinamos com precisão como as dimensões dos materiais mudam com as alterações de temperatura e onde podem estar os possíveis riscos no produto como resultado.

Leia o artigo do nosso blog "O coeficiente de expansão térmica: Uma propriedade crucial do material" para obter mais informações. Ele enfatiza que o coeficiente de expansão térmica (Coeficiente de Expansão Térmica Linear (CLTE/CTE)O coeficiente de expansão térmica linear (CLTE) descreve a mudança de comprimento de um material como uma função da temperatura. CTE) é um parâmetro essencial para entender o comportamento dos materiais em relação à temperatura, especialmente ao combinar diferentes materiais.

3. Sol de inverno e radiação UV: O 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 silencioso nos materiais

O envelhecimento por UV não ocorre somente no verão. O sol do inverno, os reflexos da neve e até mesmo a iluminação pública também podem gerar exposição aos raios UV, desgastando ainda mais os plásticos, como o polipropileno (PP). As possíveis consequências incluem descoloração (amarelamento), rachaduras ou perda de propriedades mecânicas.

A tecnologia Photo-DSC , uma combinação de DSC (por exemplo, o NETZSCH DSC 300 Caliris^®) e uma fonte de luz UVOmniCure , é particularmente adequada para investigar reações fotoinduzidas e a influência de estabilizadores UV. Isso permite que os materiais sejam analisados termicamente sob exposição a UV.

Saiba mais sobre a análise usando foto-DSC:

Além disso, a determinação do tempo de indução de OxidaçãoA oxidação pode descrever diferentes processos no contexto da análise térmica.oxidação (Tempo de indução oxidativa (OIT) e temperatura de início oxidativa (OOT)O tempo de indução oxidativa (OIT isotérmico) é uma medida relativa da resistência de um material (estabilizado) à decomposição oxidativa. A temperatura de indução oxidativa (OIT dinâmica) ou temperatura de início da oxidação (OOT) é uma medida relativa da resistência de um material (estabilizado) à decomposição oxidativa.OIT, IsotérmicoOs testes com temperatura controlada e constante são chamados de isotérmicos.isotérmico ou temperatura de indução de OxidaçãoA oxidação pode descrever diferentes processos no contexto da análise térmica.oxidação (Tempo de indução oxidativa (OIT) e temperatura de início oxidativa (OOT)O tempo de indução oxidativa (OIT isotérmico) é uma medida relativa da resistência de um material (estabilizado) à decomposição oxidativa. A temperatura de indução oxidativa (OIT dinâmica) ou temperatura de início da oxidação (OOT) é uma medida relativa da resistência de um material (estabilizado) à decomposição oxidativa. OOT, dinâmico) usando DSC permite tirar conclusões sobre a estabilidade oxidativa relativa de uma poliolefina. Enquanto o Tempo de indução oxidativa (OIT) e temperatura de início oxidativa (OOT)O tempo de indução oxidativa (OIT isotérmico) é uma medida relativa da resistência de um material (estabilizado) à decomposição oxidativa. A temperatura de indução oxidativa (OIT dinâmica) ou temperatura de início da oxidação (OOT) é uma medida relativa da resistência de um material (estabilizado) à decomposição oxidativa.OIT é determinado a uma temperatura constante, o Tempo de indução oxidativa (OIT) e temperatura de início oxidativa (OOT)O tempo de indução oxidativa (OIT isotérmico) é uma medida relativa da resistência de um material (estabilizado) à decomposição oxidativa. A temperatura de indução oxidativa (OIT dinâmica) ou temperatura de início da oxidação (OOT) é uma medida relativa da resistência de um material (estabilizado) à decomposição oxidativa. OOT descreve o ponto de temperatura em uma medição dinâmica na qual a reação começa em uma atmosfera contendo oxigênio. Ambos os métodos fornecem informações sobre se os materiais já estão danificados ou se os estabilizadores selecionados são adequados ou suficientes para o uso pretendido em termos de tipo e quantidade.

Esse é um indicador para estimar se uma decoração resistirá a vários invernos, não apenas ao primeiro.

Leia um exemplo de aplicação da resistência à OxidaçãoA oxidação pode descrever diferentes processos no contexto da análise térmica.oxidação de polímeros aqui: