metoder
Dynamisk mekanisk analys (DMA)
Dynamisk mekanisk analys (DMA) är ett oumbärligt verktyg för att bestämma de viskoelastiska egenskaperna hos material, främst polymerer.
Elastomerer, till exempel, är mycket styva under glasövergångstemperaturen (Tg) och har en hög Elastisk modulDen komplexa modulen (den elastiska komponenten), lagringsmodulen eller G', är den "verkliga" delen av provets totala komplexa modul. Den elastiska komponenten indikerar den fasta responsen, eller responsen i fas, hos det prov som mäts. elasticitetsmodul. Ovanför Tg är de flexibla och har dämpande egenskaper. DMA mäter de viskoelastiska egenskaperna under ett program med kontrollerad temperatur och/eller frekvens.
Hur beter sig viskoelastiska polymerer?
De dynamiskt-mekaniska egenskaperna hos viskoelastiska polymermaterial är beroende av arbetstemperaturen, typen av oscillerande kraft som appliceras på provet i ett definierat deformationsläge och frekvensen eller tiden för den applicerade oscillerande kraften. Den bestämda elasticitetsmodulen för ett polymermaterial är inte ett konstant tal, utan en funktion av temperatur, tid och frekvens för den dynamiska kraft som appliceras på ett prov med en definierad geometri.
Metod
Under provningen anbringas en sinusformad kraft (spänning σ) på provet (ingång). Detta resulterar i en sinusformad deformation (töjning ε; utdata).
Vissa material, t.ex. polymerer, uppvisar ett viskoelastiskt beteende, dvs. de har både elastiska egenskaper (t.ex. en idealisk fjäder) och viskösa egenskaper (t.ex. en idealisk instrumentbult). Detta viskoelastiska beteende orsakar en förskjutning av motsvarande spännings- och töjningskurvor. Avvikelsen kallas fasförskjutning δ. Svarssignalen (töjning, ε) delas upp i en "i-fas" och en "ur-fas" del med hjälp av Fouriertransformation.
Metoden beskrivs t.ex. i ISO 6721-1 till 12, ASTM D4065-90, ASTM D4092-90, ASTM D4473-95, ASTM D5418-99, ASTM D5023-99, ASTM D5024-95a, ASTM D5026-95a, ASTM D5279-99, ASTM E1640-94 och ASTM E1867-97.
Vilka material kan testas?
Från viskösa vätskor, gummi till fiberarmerad plast, från livsmedel och läkemedel till metaller och keramik - alla sådana material kan analyseras med DMA genom att använda olika provhållare, tillbehör och mätlägen.
- 3-punkts böjning
- 4-punkts böjning
- Enkel/dubbel utkragningsböjning
- Spänning
- Skjuvning
- Kompression
- Penetration
- Statiska modi: TMA, isotöjning, krypning och relaxation
- Dynamiska modi: Standard, spänning och töjning-svepning
- Flerfrekventa tester
- Nedsänkningstester
- Komplex modulDen komplexa modulen består av två komponenter, lagrings- och förlustmodulerna. Lagringsmodulen (eller Youngs modul) beskriver styvheten och förlustmodulen beskriver dämpningsbeteendet (eller det viskoelastiska beteendet) hos motsvarande prov med hjälp av metoden för dynamisk mekanisk analys (DMA). Komplex modul E*
- Komplex skjuvmodul (G*)Skjuvmodulen är ett mått på ett materials styvhet. Komplex skjuvmodul G*
- Eftergivlighet D*
- Dämpningsfaktor tanδ
- Amplitud A
- Fjäderkonstant c*
- Statisk längdförändring dL
- Dynamisk kraft Fdyn
- Statisk kraft Fstat
- Konstruktionsdata avseende styvhets- och dämpningsegenskaper (modulvärden och dämpningsfaktor under olika förhållanden)
- Data om sammansättning och struktur hos polymerblandningar (kompatibilitet)
- Glasomvandlingstemperatur Tg för höggradigt tvärbundna, amorfa eller halvkristallina polymerer och kompositer
- Härdning/posthärdning
- Åldring
- Förutsägelse av materialets beteende med hjälp av tid-temperatur-superposition (TTS)
