L'analyse mécanique dynamique est une technique utilisée pour étudier et caractériser les matériaux. Il est très utile pour étudier le comportement viscoélastique des polymères. Lors des analyses, une contrainte cyclique est appliquée à l'échantillon et la déformation dans le matériau est mesurée, permettant ainsi de déterminer le module complexe.
Les réponses de l'échantillon au stress, à la température, à la fréquence, au temps, à l'atmosphère et à d'autres valeurs sont souvent variables, ce qui entraîne des modifications du module complexe. Cette approche est utilisée pour détecter la température de transition vitreuse du matériau et pour déterminer les transitions correspondant à d'autres mouvements moléculaires.
Une analyse thermomécanique applique une force statique constante à un matériau et surveille le changement du matériau et signale les changements dimensionnels lorsque la température ou le temps change. Alors que l'analyse mécanique dynamique applique une force oscillante à l'échantillon à une certaine fréquence et signale les changements de rigidité et d'amortissement. Les deux détectent les transitions, mais l'analyse mécanique dynamique est beaucoup plus sensible.
Dans la méthode d'analyse mécanique dynamique, une déformation cyclique est appliquée à l'échantillon et l'échantillon est soumis à une contrainte contrôlée. Pour une contrainte connue, l'échantillon se déforme d'une certaine quantité. Le degré de déformation de l'échantillon est lié à sa dureté. Un moteur de force est utilisé pour générer l'onde cyclique et celle-ci est transmise à l'échantillon via un arbre d'entraînement. La rigidité et l'amortissement de l'échantillon sont mesurés par analyse mécanique dynamique.
Généralement, la méthode d'analyse mécanique dynamique est utilisée pour la mesure de divers matériaux polymères utilisant différents modes de déformation. Il existe des modes de traction, de compression, de flexion à double coude, de flexion à trois points et de cisaillement, et le type le plus approprié doit être sélectionné en fonction de la forme de l'échantillon, du module et de l'objectif de la mesure. Dans cette méthode d'analyse, les propriétés viscoélastiques telles que le module de stockage, le module de perte et la tangente de perte sont déterminées et leur dépendance à la température et à la fréquence est analysée.
L'analyse de la température de transition vitreuse et la dépendance du module à la température sont déterminées par la mesure de la distribution de température. En mesurant simultanément la distribution de température et la distribution de fréquence, des événements de relaxation tels que la transition vitreuse, la relaxation de la chaîne latérale et la relaxation du mode local sont observés. Cette approche fournit des informations sur la structure moléculaire et le mouvement moléculaire des polymères.
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