Introducere
Datorită elasticității lor ridicate și comportamentului de amortizare reglabil, materialele elastomerice sunt utilizate în aproape toate domeniile tehnice. Cu toate acestea, elasticitatea unică a cauciucului este dependentă de temperatură. Comportamentul la temperatură al materialelor elastomerice este determinat de variațiile de temperatură. Variațiile de temperatură sunt clar parametrizate cu rate de încălzire și răcire, precum și cu temperaturi inițiale și finale. Experimental, determinarea fiabilă a comportamentului temperaturii necesită un control precis al temperaturii și un gradient scăzut de temperatură în camera de măsurare. Pentru a asigura o distribuție excelentă a temperaturii în camera de măsurare, camera de măsurare a seriei DMA GABO Eplexor® este prevăzută standard cu un ventilator.
În această notă de aplicare, este analizată influența distribuției temperaturii în seria DMA GABO Eplexor®. În acest scop, au fost efectuate scanări ale temperaturii într-un anumit interval de temperatură atât cu ventilator, cât și fără ventilator.
Rezultatele măsurătorilor
Cu ajutorul aparatului DMA GABO Eplexor® 500 N au fost efectuate șase scanări ale temperaturii pe probe din același amestec de cauciuc, de la -80°C la 20°C, la viteze de încălzire de 1, 3 și 5 K/min. Pentru a verifica influența ventilatorului de cameră asupra distribuției temperaturii în camera de măsurare, cele trei baleieri de temperatură au fost efectuate cu și fără ventilatorul de cameră. Figura 1 prezintă dependența de rata de încălzire a factorului de pierdere, tan δ, măsurat cu și fără ventilatorul camerei.
Figura 1 demonstrează că intervalul de tranziție vitroasă depinde atât de viteza de încălzire, cât și de utilizarea unui ventilator de cameră. Pentru a investiga acest comportament mai detaliat, temperatura de tranziție vitroasă, Tg - definită ca valoarea maximă a factorului de pierdere, tan δ - este reprezentată în figura 2 în funcție de viteza de încălzire și de utilizarea unui ventilator.
Figura 2 arată că Tg se deplasează la temperaturi mai ridicate cu viteze de încălzire mai mari, indiferent de utilizarea unui ventilator. Deplasarea în funcție de viteza de încălzire poate fi explicată prin conductivitatea termică mai scăzută a majorității materialelor plastice. Efectele de tranziție specifice materialului, cum ar fi temperaturile de RelaxareAtunci când se aplică o deformație constantă unui compus din cauciuc, forța necesară pentru a menține acea deformație nu este constantă, ci scade în timp; acest comportament este cunoscut sub numele de relaxare a tensiunii. Procesul responsabil pentru relaxarea tensiunilor poate fi fizic sau chimic și, în condiții normale, ambele se vor produce în același timp. relaxare sau de tranziție vitroasă, sunt deplasate deoarece probele rămân în urma temperaturii cuptorului.
Între măsurătorile la viteze de încălzire de 1 K/min și 5 K/min, Tg s-a deplasat cu mai puțin de 1°C, adică extrem de nesemnificativ, atunci când se utilizează un ventilator de cameră. Fără ventilator de cameră, deplasarea temperaturii de tranziție vitroasă, Tg, s-a ridicat la aproximativ 4°C. Astfel, ventilatorul de cameră favorizează o distribuție foarte bună a temperaturii în camera de măsurare; acest lucru permite ca modificarea temperaturii de tranziție vitroasă să fie atribuită exclusiv conductivității termice scăzute a compozitelor elastomerice.
Rezumat
Ca urmare, timpii de măsurare pentru scanările de temperatură efectuate de instrumentele din seria DMA GABO Eplexor® pot fi scurtați prin utilizarea unor viteze de încălzire mai mari, datorită distribuției bune a temperaturii în camera de măsurare. O scanare a temperaturii la o rată de încălzire de 5 K/min va dura aproximativ o cincime din timpul de măsurare al unei scanări a temperaturii la o rată de încălzire de 1 K/min.