60 лет NETZSCH-Gerätebau: Термобаланс, используемый на кафедре полимерных материалов в Университете Байройта

Наш давний клиент, Университет Байройта, Германия, также использует TG 209 F1 Libra^®. В следующем полевом отчете вы узнаете, как кафедра полимерных материалов Университета Байройта использует TG 209 F1 Libra^® в сочетании с программным обеспечением NETZSCH Kinetics Neo для прогнозирования поведения пластмасс при старении.

Отчет пользователя из Университета Байройта:

Противостоять катаклизмам времени или предсказывать их?

Как кафедра полимерных материалов Университета Байройта использует NETZSCH TG 209 F1 Libra^®в сочетании с программным обеспечениемNETZSCH Kinetics Neo для прогнозирования поведения пластмасс при старении.

Всем известны вещи, которые со временем становятся только лучше. Красное вино - первое, что приходит на ум, или красивый, ухоженный автомобиль classic. Однако никто не станет пить красное вино, выдержанное в течение 60 лет, поскольку, в отличие от продукции NETZSCH-Gerätebau, в виноделии нет постоянного стремления к совершенству, чтобы обеспечить такой высокий уровень качества.

Деградация полимеров - вызов в строительстве

В отличие от NETZSCH и вышеупомянутого красного вина, свойства полимеров, к сожалению, не всегда улучшаются с течением времени. По мере старения полимеров их свойства часто меняются, пока материал не выходит из строя. На молекулярном уровне атомные связи в полимерных цепях разрываются, в результате чего боковые группы могут раствориться или произойдет разрушение основной цепи. Посткристаллизация, миграция пластификатора и образование трещин под напряжением также могут быть отнесены к эффектам старения.

Их объединяет то, что они протекают в зависимости от температуры и времени, при этом каждая из них имеет свои кинетические модели реакций. Однако одним из преимуществ происходящих реакций является то, что они часто сопровождаются изменением массы. Выходящие из объема пластификаторы, например газообразные продукты деструкции полимера, вызывают уменьшение массы. Следуя этому принципу, динамические измерения ТГА используются для выяснения взаимосвязи между температурой и деструкцией, и на основе полученных данных создается кинетическая модель, которая может быть использована для моделирования в изотермических условиях.

В настоящее время исследуются новые системы эпоксидных смол для использования в компонентах самолетов, которые, таким образом, подвергаются воздействию высоких температур. Эти материалы должны выдерживать заданные условия, не разрушаясь, в течение как минимум срока службы узла, а еще лучше - всего самолета. Однако реальные испытания на воздействие в условиях эксплуатации не могут быть проведены в течение 15 лет. Таким образом, для прогнозирования поведения материала необходимо найти альтернативный вариант.

Термогравиметрия как основа для моделирования

На кафедре полимерных материалов Байройтского университета для таких измерений используется прибор NETZSCH TG 209 F1 Libra^® используется для таких измерений. Прямые температурные измерения, проводимые прибором, позволяют наиболее точно установить фактическую температуру, даже для эндо- и экзотермических реакций. Для создания симуляторов требуется высокая точность вводимых данных, поскольку в противном случае распространение ошибок приведет к многократному увеличению отклонений. Благодаря керамической внутренней части ТГ можно характеризовать даже полимеры с высококоррозионными продуктами разложения.

Моделирование и прогнозирование с помощью Кинетика Нео

Большинство химических реакций протекает не в один этап, то же самое относится и к реакциям разложения полимеров. В зависимости от полимера может происходить сочетание параллельных и последовательных этапов. С помощью Kinetics Neoможно построить модели общих реакций, объединив эти отдельные реакции. Каждой стадии могут быть присвоены определенные параметры. Программа предлагает как автоматическую оптимизацию, так и ручную настройку каждого значения. Таким образом, пользователь получает максимум возможностей. Модель создается путем подгонки к фактическим данным измерений. Оценка производится путем вывода значения R² или F-теста.

Для случаев, когда модель показывает ошибку small по сравнению с измеренными данными, можно рассчитать прогноз на основе математической функции модели. Здесь становится понятно, почему необходимо хорошее измерительное оборудование, такое как TG 209 F1 Libra^®необходимо. Только с помощью точных данных измерений можно создать точную модель, которая будет правильно отражать реальность.

Дальнейшее применение TG 209 F1 Libra^® на кафедре "Инженерия полимеров

В дополнение к описанному применению TG 209 F1 Libra^® используется для многих других характеристик материалов. Исследуются промышленно значимые свойства, такие как содержание наполнителя в термопластах или объемное содержание волокон в композитных материалах. Также можно ответить на научные вопросы, такие как термическая стабильность в различных атмосферах новых разработанных дюромеров. Такая универсальность делает TG 209F1 Libra^® постоянно используемым на кафедре прибором.

Мы поздравляем NETZSCH-Gerätebau с ^{60-летним} юбилеем. Если NETZSCH продолжит двигаться вперед, внедряя инновации и стремясь к совершенству, как это было в прошлом, мы надеемся на еще много лет успешного сотрудничества.

Большое спасибо кафедре полимерных материалов Университета Байройта за этот интересный отчет и теплые пожелания. Мы тоже надеемся на долгие годы сотрудничества!