Введение
Благодаря высокой эластичности и регулируемому демпфированию эластомерные материалы используются практически во всех областях техники. Однако уникальная эластичность резины зависит от температуры. Температурное поведение эластомерных материалов определяется температурными развертками. Температурные развертки четко параметризуются скоростями нагрева и охлаждения, а также начальными и конечными температурами. Экспериментальное определение температурного поведения требует точного контроля температуры и низкого температурного градиента в измерительной камере. Чтобы обеспечить отличное распределение температуры в измерительной камере, измерительная камера серии DMA GABO Eplexor® стандартно оснащается вентилятором.
В данном приложении исследуется влияние распределения температуры в серии DMA GABO Eplexor®. Для этого были проведены температурные развертки в определенном температурном интервале как с вентилятором, так и без него.
Результаты измерений
Шесть температурных разверток образцов одной и той же резиновой смеси были проведены с помощью DMA GABO Eplexor® 500 N от -80°C до 20°C при скоростях нагрева 1, 3 и 5 K/мин. Чтобы проверить влияние вентилятора камеры на распределение температуры в измерительной камере, три температурных развертки были проведены с вентилятором и без него. На рис. 1 показана зависимость коэффициента потерь, tan δ, от скорости нагрева, измеренная с камерным вентилятором и без него.
Рисунок 1 подтверждает, что диапазон стеклования зависит как от скорости нагрева, так и от использования камерного вентилятора. Для более детального исследования этого поведения температура стеклования Tg, определяемая как максимум коэффициента потерь tan δ, представлена на рисунке 2 в зависимости от скорости нагрева и использования вентилятора.
На рисунке 2 показано, что Tg смещается в сторону более высоких температур при более высокой скорости нагрева, независимо от использования вентилятора. Сдвиг, зависящий от скорости нагрева, можно объяснить более низкой теплопроводностью большинства пластмасс. Эффекты перехода, характерные для конкретного материала, такие как релаксация или температура стеклования, смещаются, поскольку температура образцов отстает от температуры печи.
Между измерениями при скоростях нагрева 1 К/мин и 5 К/мин при использовании камерного вентилятора Tg сдвигалась менее чем на 1°C, т.е. крайне незначительно. Без камерного вентилятора сдвиг температуры стеклования, Tg, составил около 4°C. Таким образом, камерный вентилятор способствует очень хорошему распределению температуры в измерительной камере, что позволяет объяснить сдвиг температуры стеклования исключительно низкой теплопроводностью эластомерных композитов.
Резюме
Благодаря хорошему распределению температуры в измерительной камере время измерения температурных разверток, выполняемых приборами серии DMA GABO Eplexor®, может быть сокращено за счет использования более высоких скоростей нагрева. Температурная развертка при скорости нагрева 5 К/мин займет примерно одну пятую времени измерения температурной развертки при скорости нагрева 1 К/мин.