De ce este DMA atât de important?

La măsurarea materialelor polimerice cu un DSC (Calorimetru diferențial cu baleiaj), poate fi dificil să se monitorizeze efecte precum tranziția vitroasă. Cu ajutorul instrumentelor DSC, se măsoară doar efectele energetice ale materialelor (EndotermiceO tranziție de probă sau o reacție este endotermă dacă este nevoie de căldură pentru conversie.endotermice/exoterme), adică modificarea căldurii specifice. Cu un DMA (analizor mecanic dinamic), cu toate acestea, nu este posibil să se detecteze efectele energetice, deoarece se determină comportamentul mecanic real al materialului, iar modificarea proprietăților mecanice (în special în timpul tranziției vitroase) este mult mai sensibilă în comparație cu efectele energetice.

Figura 1 prezintă o măsurătoare DSC tipică pe PTFE. Doar două efecte EndotermiceO tranziție de probă sau o reacție este endotermă dacă este nevoie de căldură pentru conversie.endotermice small pot fi observate din modificarea structurii cristaline. Nu pot fi colectate mai multe informații, deși PTFE furnizează mult mai multe informații.

În figura 2 este prezentată o comparație directă a măsurătorilor DSC și DMA pe PTFE. Curba roșie prezintă rezultatele DSC, iar curba neagră rezultatele DMA. Linia neagră continuă reprezintă Elasticitate și modul de elasticitateElasticitatea cauciucului sau elasticitatea entropică descrie rezistența oricărui sistem de cauciuc sau elastomer la o deformare sau tensiune aplicată din exterior. modulul de stocare, E' (rigiditate), iar curba neagră punctată reprezintă factorul de pierdere tand (amortizare). În măsurarea DMA, se poate observa clar că se obțin cu siguranță mai multe informații în comparație cu DSC. La început, în domeniul temperaturilor scăzute, se poate observa o tranziție reprezentată de scăderea modulului de stocare, E', la -124°C (debutul E') cu un maxim corespunzător al factorului de pierdere, tand, la -104°C (vârful tand). Aceasta este tranziția β a PTFE. O altă tranziție este observată în Elasticitate și modul de elasticitateElasticitatea cauciucului sau elasticitatea entropică descrie rezistența oricărui sistem de cauciuc sau elastomer la o deformare sau tensiune aplicată din exterior. modulul de stocare, E', la 19°C (debutul E'), care reprezintă tranziția solid/solid a PTFE, măsurabilă și prin DSC. Această tranziție este, de asemenea, asociată cu un vârf maxim al factorului de pierdere, tan d, la 29°C (vârf tan d).

Tranziția vitroasă a PTFE poate fi detectată la temperaturi mai ridicate prin scăderea modulului de stocare, E', la 113°C, cu un vârf maxim corespunzător al factorului de pierdere, tan d, la 128°C.

Se poate observa în mod clar că DMA este o metodă foarte sensibilă pentru detectarea tranzițiilor de fază ale materialelor, care sunt aproape imposibil de detectat cu ajutorul DSC.