ASTM E1640-23 Стандарден тест метод за одредување на температурата на транзиција на стакло со динамичка механичка анализа

Стандардот „ASTM E1640-23 Стандарден тест метод за одредување на температурата на транзиција на стакло со динамичка механичка анализа“ развиен од Американското здружение за тестирање и материјали (ASTM) опишува метод на тестирање кој вклучува доделување на температурата на премин на стакло (Tg) на материјали кои користат динамични механички анализатори. Овој метод на тестирање е применлив за термопластични полимери, термореактивни полимери и делумно кристални материјали кои се термички стабилни во преодниот регион на стакло.

Валидниот температурен опсег за овој метод на тестирање зависи од употребената инструментација, но за покривање на сите материјали минималната температура треба да биде приближно минус 150 степени.

Овој метод на тестирање е дизајниран за материјали со модул на еластичност во опсег од 0,5 MPa до 100 GPa.

Специфичните технички термини што се користат во овој стандард вклучуваат „ASTM D4092-21 Стандардна терминологија за пластика: динамички механички својства“ стандард и „вклучувајќи Целзиус, динамичен механички анализатор, стаклена транзиција, температура на стаклена транзиција, модул на загуба, модул на складирање, тангентна делта и вискоеластичност Вклучено е во стандардната терминологија ASTM E1142-15 поврзана со термофизичките својства“.

При изведување на тестови, примерок од позната геометрија се става во механичка осцилација со константна или резонантна фреквенција и се следат промените во вискоеластичниот одговор на материјалот во функција на температурата. Во идеални услови, при загревање, преодниот регион на стакло е означен со брзо намалување на модулот на складирање и брзо зголемување на модулот на загуба и тангента делта.

Стаклената транзиција на примерокот за тестирање е означена со екстраполираниот почеток на намалувањето на модулот на складирање, што укажува на преминот од стаклена цврстина во гумена цврстина.

Овој метод на тестирање може да се користи за да се најде преодниот регион на стакло и да се додели температурата на транзиција на стакло на аморфни и полукристални материјали. Динамичките механички анализатори ги следат промените во вискоеластичните својства на материјалот како функција на температурата и фреквенцијата, обезбедувајќи начин за мерење на овие промени. Во идеални случаи, почетната температура на намалувањето на модулот на складирање ја означува стаклената транзиција.

Стаклената транзиција се случува во опсег на температури. Овој метод доделува една температура (Tg) за да го претстави температурниот опсег измерен со динамичка механичка анализа. Tg може да се одреди со различни техники и може да варира во зависност од техниката.

Стаклената преодна температура (Tg) е корисна за карактеризирање на многу важни физички својства на термопластични, термозацврстени и полукристални материјали, вклучувајќи ја нивната термичка историја, условите на обработка, физичката стабилност, прогресијата на хемиските реакции, степенот на стврднување и механичките и електричното однесување.

Овој метод на тестирање се смета за корисен за контрола на квалитетот, прифаќање спецификации и истражување.

Бидејќи големината на примерокот честопати ќе биде мала, од суштинско значење е секој примерок да биде хомоген или репрезентативен за материјалот како целина, или и двете. Зголемување или намалување на стапките на греење од наведените може да ги промени резултатите.

Температурата на транзиција е функција на експерименталната фреквенција, така што фреквенцијата на тестот секогаш треба да биде одредена. (Температурата на транзиција се зголемува со зголемување на фреквенцијата). Екстраполацијата на заедничка фреквенција може да се постигне со користење на предодреден фактор на поместување на фреквенцијата или со претпоставка за фактор на поместување на фреквенцијата од приближно 8 степени по деценија фреквенција. Ваквите екстраполации мора да се пријават.

Функцијата на уредот што се користи во овие тестови е да држи примерок со униформа големина, дозволувајќи му на примерокот да дејствува како еластичен и дисперзивен елемент во механички осцилирачки систем. Динамичките механички анализатори обично работат во еден од неколкуте режими.

Овој уред вклучува:

• Стегите се распоред за стегање што овозможува да се фати примерокот. Примероците може да се монтираат со стегање на двата краја (во повеќето системи), едниот крај (на пр. торзионо нишало) или ниту еден крај (слободно свиткување помеѓу рабовите на сечилото).
• Осцилаторниот стрес е за примена на осцилаторна деформација (напрегање) или осцилаторно напрегање на примерокот. Деформацијата може да се примени и потоа да се ослободи, како кај уредите со слободно вибрирање, или може да се применува континуирано, како кај уредите за принудна вибрација.
• Тој е детектор за одредување на зависни и независни експериментални параметри како што се сила (или напнатост), поместување, фреквенција и температура. Температурите треба да се читаат до плус/минус 0,1 степени, силата до плус/минус 1 процент и фреквенцијата до плус/минус 0,1 Hz. Сензорот за температура треба да биде поставен што е можно поблиску до примерокот за тестирање, но не во контакт.
• Регулаторот за температура и рерната се за контролирање на температурата на примерокот со загревање, ладење или обезбедување стабилна експериментална средина. Температурниот програмер мора да биде доволно стабилен за да дозволи температурата на примерокот да се измери до плус/минус 0,5 степени. Точноста на потребното мерење на температурата е плус/минус 1,0 степени.
• Уредот за стекнување податоци треба да обезбеди средство за стекнување, складирање и прикажување измерени или пресметани сигнали или и двете. Минималните излезни сигнали потребни за динамичка механичка анализа се модул на складирање, модул на загуба, тангента делта, температура и време. Некои уреди погодни за овој тест може да го прикажуваат само линеарниот или логаритамскиот модул за складирање, додека други може да го прикажат линеарниот или логаритамскиот модул за складирање или и двата. Треба да се внимава да се користи истата скала на модул кога се споредуваат непознати примероци и се споредуваат резултатите од еден инструмент на друг.
• Азот, хелиум или други гасови се испорачуваат за цели на чистење. Истиот гас за прочистување се користи за калибрација и мерење на примерокот за тестирање.
• Калиперите или другите уреди за мерење на должина се за мерење на димензии (или должини во рамките) плус/минус 0,01 mm.

Меѓу бројните студии за тестирање, мерење, анализа и евалуација што ги обезбедува за бизниси во различни сектори, нашата организација обезбедува услуги за тестирање дефинирани во стандардот „ASTM E1640-23 Стандарден тест метод за одредување на температурата на транзиција на стакло со динамичка механичка анализа“ со своите обучени и стручен кадар и напредна технолошка опрема Исто така дава.