روش تست استاندارد ASTM E1640-23 برای تعیین دمای انتقال شیشه با تحلیل مکانیکی دینامیکی

روش تست استاندارد ASTM E1640-23 برای تعیین دمای انتقال شیشه با تحلیل مکانیکی دینامیکی

استاندارد "روش تست استاندارد ASTM E1640-23 برای تعیین دمای انتقال شیشه ای با تجزیه و تحلیل مکانیکی دینامیکی" که توسط انجمن تست و مواد آمریکا (ASTM) ایجاد شده است، یک روش آزمایشی را توصیف می کند که شامل تخصیص دمای انتقال شیشه ای (Tg) است. مواد با استفاده از تحلیلگرهای مکانیکی دینامیکی این روش تست برای پلیمرهای ترموپلاستیک، پلیمرهای ترموست و مواد نیمه کریستالی که از نظر حرارتی در ناحیه انتقال شیشه ای پایدار هستند، قابل استفاده است.

روش تست استاندارد ASTM E1640-23 برای تعیین دمای انتقال شیشه با تحلیل مکانیکی دینامیکی

محدوده دمای معتبر برای این روش تست بستگی به ابزار دقیق مورد استفاده دارد، اما برای پوشش تمام مواد حداقل دما باید تقریباً منفی 150 درجه باشد.

این روش تست برای مواد با مدول الاستیک در محدوده 0,5 مگاپاسکال تا 100 گیگا پاسکال طراحی شده است.

اصطلاحات فنی خاص مورد استفاده در این استاندارد عبارتند از: اصطلاحات استاندارد ASTM D4092-21 برای پلاستیک ها: خواص مکانیکی دینامیک، استاندارد و «شامل درجه سانتیگراد، تحلیلگر مکانیکی دینامیکی، انتقال شیشه ای، دمای انتقال شیشه ای، مدول افت، مدول ذخیره، دلتا مماس، و ویسکوالاستیسیته در استاندارد ASTM E1142-15 "اصطلاحات استاندارد مربوط به خواص ترموفیزیکی" گنجانده شده است.

هنگام انجام آزمایش ها، نمونه ای از هندسه شناخته شده در نوسان مکانیکی با فرکانس ثابت یا رزونانس قرار می گیرد و تغییرات در پاسخ ویسکوالاستیک ماده به عنوان تابعی از دما بررسی می شود. در شرایط ایده آل، پس از گرم شدن، ناحیه انتقال شیشه ای با کاهش سریع مدول ذخیره سازی و افزایش سریع مدول تلفات و دلتای مماس مشخص می شود.

انتقال شیشه ای نمونه آزمایشی با شروع برون یابی کاهش مدول ذخیره سازی نشان داده می شود، که نشان دهنده انتقال از جامد شیشه ای به جامد لاستیکی است.

از این روش آزمایش می توان برای یافتن ناحیه انتقال شیشه ای و تعیین دمای انتقال شیشه ای مواد آمورف و نیمه کریستالی استفاده کرد. آنالایزرهای مکانیکی دینامیک تغییرات در خواص ویسکوالاستیک مواد را به عنوان تابعی از دما و فرکانس کنترل می کنند و راهی برای اندازه گیری این تغییرات ارائه می دهند. در موارد ایده آل، دمای شروع کاهش مدول ذخیره سازی، انتقال شیشه ای را نشان می دهد.

انتقال شیشه ای در طیف وسیعی از دماها اتفاق می افتد. این روش یک دمای واحد (Tg) را برای نشان دادن محدوده دمایی اندازه‌گیری شده توسط تحلیل مکانیکی دینامیکی اختصاص می‌دهد. Tg را می توان با تکنیک های مختلفی تعیین کرد و ممکن است بسته به تکنیک متفاوت باشد.

دمای انتقال شیشه ای (Tg) برای مشخص کردن بسیاری از خواص فیزیکی مهم مواد گرمانرم، ترموست و نیمه کریستالی، از جمله تاریخچه حرارتی، شرایط پردازش، پایداری فیزیکی، پیشرفت واکنش های شیمیایی، درجه پخت، و هر دو نوع مکانیکی و مکانیکی مفید است. رفتار الکتریکی

این روش آزمون برای کنترل کیفیت، پذیرش مشخصات و تحقیق مفید است.

از آنجایی که اندازه نمونه اغلب کوچک است، ضروری است که هر نمونه یکدست یا نماینده ماده به عنوان یک کل یا هر دو باشد. افزایش یا کاهش نرخ گرمایش نسبت به موارد مشخص شده ممکن است نتایج را تغییر دهد.

دمای انتقال تابعی از فرکانس آزمایشی است، بنابراین فرکانس آزمایش همیشه باید مشخص شود. (دمای انتقال با افزایش فرکانس افزایش می یابد). برون یابی به یک فرکانس مشترک را می توان با استفاده از یک عامل تغییر فرکانس از پیش تعیین شده یا با فرض ضریب تغییر فرکانس تقریباً 8 درجه در هر دهه فرکانس انجام داد. چنین برون یابی هایی باید گزارش شود.

عملکرد دستگاه مورد استفاده در این آزمایش ها نگهداری نمونه ای با اندازه یکنواخت است که به نمونه اجازه می دهد به عنوان یک عنصر الاستیک و پراکنده در یک سیستم مکانیکی نوسانی عمل کند. آنالایزرهای مکانیکی دینامیک معمولاً در یکی از چندین حالت کار می کنند.

این دستگاه شامل:

  • گیره ها یک آرایش گیره ای هستند که امکان گرفتن نمونه را فراهم می کند. نمونه ها را می توان با بستن در هر دو انتها (در اکثر سیستم ها)، یک انتها (مانند آونگ پیچشی)، یا هیچ یک از انتها (خمش آزاد بین لبه های تیغه) نصب کرد.
  • تنش نوسانی برای اعمال تغییر شکل (تنش) نوسانی یا تنش نوسانی به نمونه است. تغییر شکل می تواند اعمال شود و سپس آزاد شود، مانند دستگاه های ارتعاشی آزاد، یا می توان آن را به طور مداوم، مانند دستگاه های ارتعاشی اجباری اعمال کرد.
  • این یک آشکارساز برای تعیین پارامترهای آزمایشی وابسته و مستقل مانند نیرو (یا کشش)، جابجایی، فرکانس و دما است. دماها باید به مثبت/منفی 0,1 درجه، نیرو به مثبت/منفی 1 درصد و فرکانس مثبت/منفی 0,1 هرتز قابل خواندن باشند. سنسور دما باید تا حد امکان نزدیک به نمونه آزمایشی قرار گیرد، اما در تماس نباشد.
  • کنترل کننده دما و اجاق برای کنترل دمای نمونه با گرم کردن، خنک کردن یا ارائه یک محیط آزمایشی پایدار هستند. برنامه نویس دما باید به اندازه کافی پایدار باشد تا دمای نمونه را تا 0,5 درجه منفی / مثبت اندازه گیری کند. دقت اندازه گیری دمای مورد نیاز مثبت/منفی 1,0 درجه است.
  • دستگاه جمع‌آوری داده‌ها ابزاری برای کسب، ذخیره و نمایش سیگنال‌های اندازه‌گیری یا محاسبه‌شده یا هر دو است. حداقل سیگنال های خروجی مورد نیاز برای تحلیل مکانیکی دینامیکی مدول ذخیره سازی، مدول تلفات، دلتای مماس، دما و زمان است. برخی از دستگاه های مناسب برای این آزمایش ممکن است فقط مدول ذخیره سازی خطی یا لگاریتمی را نمایش دهند، در حالی که برخی دیگر ممکن است مدول ذخیره سازی خطی یا لگاریتمی یا هر دو را نمایش دهند. هنگام مقایسه نمونه های ناشناخته و مقایسه نتایج از یک ابزار به ابزار دیگر، باید دقت شود که از همان مقیاس مدول استفاده شود.
  • نیتروژن، هلیوم یا گازهای دیگر برای اهداف تمیز کردن عرضه می شود. از همین گاز تصفیه برای کالیبراسیون و اندازه گیری نمونه آزمایشی استفاده می شود.
  • کولیس ها یا سایر دستگاه های اندازه گیری طول برای اندازه گیری ابعاد (یا طول های درون) به اضافه/منهای 0,01 میلی متر هستند.

در میان آزمایش‌ها، اندازه‌گیری‌ها، تحلیل‌ها و ارزیابی‌های متعددی که برای کسب‌وکارها در بخش‌های مختلف ارائه می‌کند، سازمان ما خدمات تست تعریف شده در استاندارد «روش تست استاندارد ASTM E1640-23 برای تعیین دمای انتقال شیشه‌ای با تجزیه و تحلیل مکانیکی دینامیکی» را با آموزش‌دیده خود ارائه می‌کند. و کارکنان متخصص و تجهیزات پیشرفته فن آوری نیز می دهد.

واتساپ