Giriş
Yüksek elastikiyetleri ve ayarlanabilir sönümleme davranışları sayesinde elastomer malzemeler neredeyse tüm teknik alanlarda kullanılmaktadır. Bununla birlikte, benzersiz kauçuk elastikiyeti sıcaklığa bağlıdır. Elastomer malzemelerin sıcaklık davranışı, sıcaklık taramaları ile belirlenir. Sıcaklık taramaları, ısıtma ve soğutma hızlarının yanı sıra ilk ve son sıcaklıklarla açıkça parametrelendirilir. Deneysel olarak, sıcaklık davranışının güvenilir bir şekilde belirlenmesi, hassas sıcaklık kontrolü ve ölçüm odası içinde düşük bir sıcaklık gradyanı gerektirir. Ölçüm odası içinde mükemmel sıcaklık dağılımı sağlamak için, DMA GABO Eplexor® serisinin ölçüm odası standart olarak bir fan ile birlikte gelir.
Bu uygulama notunda, DMA GABO Eplexor® serisindeki sıcaklık dağılımının etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, belirli bir sıcaklık aralığında hem fanlı hem de fansız sıcaklık taramaları gerçekleştirilmiştir.
Ölçüm Sonuçları
DMA GABO Eplexor® 500 N ile -80°C ila 20°C arasında 1, 3 ve 5 K/dak ısıtma hızlarında aynı kauçuk karışımının numuneleri üzerinde altı sıcaklık taraması gerçekleştirilmiştir. Hazne fanının ölçüm haznesindeki sıcaklık dağılımı üzerindeki etkisini kontrol etmek için, üç sıcaklık taraması hazne fanı ile ve hazne fanı olmadan gerçekleştirilmiştir. Şekil 1, oda fanı varken ve yokken ölçülen kayıp faktörü tan δ'nın ısıtma hızına bağımlılığını göstermektedir.
Şekil 1, camsı geçiş aralığının hem ısıtma hızına hem de oda fanı kullanımına bağlı olduğunu kanıtlamaktadır. Bu davranışı daha detaylı incelemek için, kayıp faktörü tan δ'nın maksimum değeri olarak tanımlanan camsı geçiş sıcaklığı Tg, ısıtma hızının ve fan kullanımının bir fonksiyonu olarak Şekil 2'de gösterilmiştir.
Şekil 2, fan kullanımından bağımsız olarak Tg 'nin daha yüksek ısıtma hızlarında daha yüksek sıcaklıklara kaydığını göstermektedir. Isıtma hızının bir fonksiyonu olan kayma, çoğu plastiğin daha düşük termal iletkenliği ile açıklanabilir. Gevşeme veya camsı geçiş sıcaklıkları gibi malzemeye özgü geçiş etkileri, numuneler fırın sıcaklığının gerisinde kaldığı için kaymaktadır.
Bir hazne fanı kullanıldığında, 1 K/dak ve 5 K/dak ısıtma hızlarındaki ölçümler arasında Tg 1°C'den daha az, yani son derece önemsiz bir şekilde kaymıştır. Hazne fanı olmadan, camsı geçiş sıcaklığı Tg'deki kayma yaklaşık 4°C'ye ulaşmıştır. Dolayısıyla, hazne fanı ölçüm haznesinde çok iyi bir sıcaklık dağılımı sağlar; bu da camsı geçiş sıcaklığındaki kaymanın yalnızca elastomer kompozitlerin düşük termal iletkenliğine atfedilebilmesini sağlar.
Özet
Sonuç olarak, DMA GABO Eplexor® serisi cihazlar tarafından gerçekleştirilen sıcaklık taramaları için ölçüm süreleri, ölçüm odasındaki iyi sıcaklık dağılımı sayesinde daha yüksek ısıtma hızları kullanılarak kısaltılabilir. Dakikada 5 K ısıtma hızındaki bir sıcaklık taraması, dakikada 1 K ısıtma hızındaki bir sıcaklık taramasının ölçüm süresinin yaklaşık beşte birini alacaktır.