Dynamic Mechanical Analysis ဖြင့် Glass Transition Temperature ကို သတ်မှတ်ခြင်းအတွက် ASTM E1640-23 စံစမ်းသပ်နည်းလမ်း

American Society for Testing and Materials (ASTM) မှထုတ်လုပ်သော "ဖန်၏အကူးအပြောင်းအပူချိန်ကိုသတ်မှတ်ရန်အတွက် ASTM E1640-23 စံစမ်းသပ်နည်းလမ်း" သည် ဖန်ခွက်အကူးအပြောင်းအပူချိန် (Tg) ၏တာဝန်ပေးခြင်းပါဝင်သည့် စမ်းသပ်နည်းလမ်းကို ဖော်ပြသည်။ ဒိုင်းနမစ်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအသုံးပြုပစ္စည်းများ။ ဤစမ်းသပ်မှုနည်းလမ်းသည် ဖန်သားအကူးအပြောင်းဒေသတွင် အပူဒဏ်ခံနိုင်သော အပူချိန်တည်ငြိမ်သော သာမိုပလပ်စတစ်ပိုလီမာများ၊ အပူချိန်ထိန်းပိုလီမာများနှင့် တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းပုံဆောင်ခဲပစ္စည်းများနှင့် သက်ဆိုင်ပါသည်။

ဤစမ်းသပ်မှုနည်းလမ်းအတွက် မှန်ကန်သောအပူချိန်အတိုင်းအတာသည် အသုံးပြုသည့်ကိရိယာပေါ်တွင်မူတည်သော်လည်း ပစ္စည်းများအားလုံးကို ဖုံးအုပ်ရန်အတွက် အနိမ့်ဆုံးအပူချိန်မှာ ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် အနုတ် 150 ဒီဂရီဖြစ်သင့်သည်။

ဤစမ်းသပ်မှုနည်းလမ်းသည် 0,5 MPa မှ 100 GPa အကွာအဝေးရှိ elastic modulus ရှိသောပစ္စည်းများအတွက် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။

ဤစံနှုန်းတွင် အသုံးပြုထားသော သီးခြားနည်းပညာဆိုင်ရာ အသုံးအနှုန်းများတွင် “ASTM D4092-21 Standard terminology for plastics- dynamic mechanical properties” စံနှင့် “ Celsius၊ dynamic mechanical analysiser၊ glass transition၊ glass transition temperature၊ loss modulus၊ storage modulus, tangent delta, and viscoelasticity ” ၎င်းကို ASTM E1142-15 စံသတ်မှတ်ချက်တွင် အပူချိန်ဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် သက်ဆိုင်သည့် စံသတ်မှတ်ချက်တွင် ထည့်သွင်းထားသည်။

စမ်းသပ်မှုများ လုပ်ဆောင်သောအခါတွင်၊ သိထားသော ဂျီသြမေတြီနမူနာကို စက်လည်ပတ်မှုတွင် အဆက်မပြတ် သို့မဟုတ် ပဲ့တင်ထပ်သော ကြိမ်နှုန်းဖြင့် ထားရှိကာ ပစ္စည်း၏ viscoelastic တုံ့ပြန်မှုတွင် အပြောင်းအလဲများကို အပူချိန်၏လုပ်ဆောင်ချက်အဖြစ် စောင့်ကြည့်သည်။ စံပြအခြေအနေများအောက်တွင်၊ အပူပေးသောအခါတွင်၊ ဖန်သားပြင်အသွင်ကူးပြောင်းမှုဒေသသည် သိုလှောင်မှုမွမ်းမံမှုတွင် လျင်မြန်စွာကျဆင်းခြင်းနှင့် ဆုံးရှုံးမှုမော်ဒူလပ်နှင့် တန်းဂျင့်မြစ်ဝကျွန်းပေါ်ဒေသတွင် လျင်မြန်စွာတိုးလာခြင်းတို့ဖြင့် အမှတ်အသားပြုပါသည်။

စမ်းသပ်နမူနာ၏ ဖန်သားအကူးအပြောင်းကို သိုလှောင်မှုပမာဏ ကျဆင်းခြင်း၏ ထပ်လောင်းစတင်ခြင်းအား ညွှန်ပြပြီး ဖန်သားအစိုင်အခဲမှ ရော်ဘာအစိုင်အခဲသို့ ကူးပြောင်းခြင်းကို ညွှန်ပြသည်။

ဤစမ်းသပ်မှုနည်းလမ်းသည် ဖန်သားအသွင်ကူးပြောင်းမှုဧရိယာကိုရှာဖွေရန်နှင့် amorphous နှင့် semi-crystalline ပစ္စည်းများ၏ဖန်ခွက်အကူးအပြောင်းအပူချိန်ကို သတ်မှတ်ပေးရန်အတွက် အသုံးပြုနိုင်သည်။ Dynamic Mechanical Analysters များသည် အပူချိန်နှင့် ကြိမ်နှုန်း၏ လုပ်ဆောင်မှုအဖြစ် ပစ္စည်းတစ်ခု၏ viscoelastic ဂုဏ်သတ္တိများတွင် အပြောင်းအလဲများကို စောင့်ကြည့်စစ်ဆေးပြီး အဆိုပါပြောင်းလဲမှုများကို တိုင်းတာသည့်နည်းလမ်းကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ စံပြအခြေအနေများတွင်၊ သိုလှောင်မှုပမာဏကျဆင်းခြင်း၏အစပြုသည့်အပူချိန်သည် ဖန်သားအကူးအပြောင်းကို အမှတ်အသားပြုသည်။

ဖန်ခွက်အကူးအပြောင်းသည် အပူချိန်အကွာအဝေးတွင် ဖြစ်ပေါ်သည်။ ဤနည်းလမ်းသည် ဒိုင်းနမစ်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုဖြင့်တိုင်းတာသောအပူချိန်အကွာအဝေးကိုကိုယ်စားပြုရန်အတွက်တစ်ခုတည်းသောအပူချိန် (Tg) ကိုသတ်မှတ်ပေးသည်။ Tg ကို နည်းအမျိုးမျိုးဖြင့် ဆုံးဖြတ်နိုင်ပြီး နည်းပညာပေါ်မူတည်၍ ကွဲပြားနိုင်သည်။

ဖန်ခွက်အကူးအပြောင်းအပူချိန် (Tg) သည် ၎င်းတို့၏အပူမှတ်တမ်း၊ လုပ်ငန်းစဉ်အခြေအနေများ၊ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာတည်ငြိမ်မှု၊ ဓာတုတုံ့ပြန်မှုတိုးတက်မှု၊ ကုသခြင်းအဆင့်၊ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် နှစ်မျိုးလုံးအပါအဝင် အရေးကြီးသော ရူပဗေဒဂုဏ်သတ္တိများကို ဖော်ပြရာတွင် အသုံးဝင်သည်။ လျှပ်စစ်အပြုအမူ။

ဤစမ်းသပ်နည်းသည် အရည်အသွေးထိန်းချုပ်မှု၊ သတ်မှတ်ချက်လက်ခံမှုနှင့် သုတေသနအတွက် အသုံးဝင်ကြောင်း တွေ့ရှိရသည်။

နမူနာအရွယ်အစားသည် မကြာခဏသေးငယ်သောကြောင့် နမူနာတစ်ခုစီသည် တစ်သားတည်းဖြစ်ရန် သို့မဟုတ် ပစ္စည်းတစ်ခုလုံးကို ကိုယ်စားပြုရန် သို့မဟုတ် နှစ်ခုလုံးအတွက် အရေးကြီးပါသည်။ သတ်မှတ်ထားသော အပူပေးနှုန်းများ တိုးခြင်း သို့မဟုတ် လျော့ခြင်းသည် ရလဒ်များကို ပြောင်းလဲနိုင်သည်။

အကူးအပြောင်းအပူချိန်သည် စမ်းသပ်ကြိမ်နှုန်း၏ လုပ်ဆောင်မှုတစ်ခုဖြစ်သောကြောင့် စမ်းသပ်မှုအကြိမ်ရေကို အမြဲတမ်းသတ်မှတ်ထားသင့်သည်။ (အကြိမ်ရေတိုးလာသည်နှင့်အမျှ အကူးအပြောင်းအပူချိန်တိုးလာသည်)။ ဘုံကြိမ်နှုန်းတစ်ခုသို့ ထပ်တိုးခြင်းအား ကြိုတင်သတ်မှတ်ထားသော ကြိမ်နှုန်းပြောင်းသည့်အချက်ကို အသုံးပြု၍ သို့မဟုတ် ကြိမ်နှုန်း၏ဆယ်စုနှစ်တစ်ခုလျှင် 8 ဒီဂရီခန့်ရှိသော ကြိမ်နှုန်းပြောင်းလဲမှုအချက်တစ်ခုဟု ယူဆကာ ပြီးမြောက်နိုင်သည်။ ယင်းကဲ့သို့ ကောက်နုတ်ချက်များကို အစီရင်ခံတင်ပြရမည်။

ဤစမ်းသပ်မှုများတွင် အသုံးပြုသည့် ကိရိယာ၏လုပ်ဆောင်ချက်မှာ တူညီသောအရွယ်အစားနမူနာကို ကိုင်ဆောင်ထားရန်ဖြစ်ပြီး နမူနာအား စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ တုန်ခါမှုစနစ်တွင် ပျော့ပျောင်းပြီး ကွဲအက်နေသော ဒြပ်စင်အဖြစ် လုပ်ဆောင်ခွင့်ပြုသည်။ Dynamic Mechanical Analyser များသည် ယေဘုယျအားဖြင့် မုဒ်များစွာထဲမှ တစ်ခုတွင် လုပ်ဆောင်သည်။

ဤစက်ပစ္စည်းတွင်-

• Clamps သည် နမူနာအား ဆုပ်ကိုင်နိုင်စေမည့် ကုပ်ကြိုးများဖြစ်သည်။ နမူနာများကို အစွန်းနှစ်ဖက် (စနစ်အများစုတွင်)၊ တစ်ဖက် (ဥပမာ torsional pendulum) သို့မဟုတ် အဆုံးနှစ်ဖက် (ဓါးအစွန်းများကြားတွင် အခမဲ့ကွေးညွှတ်) ဖြင့် တပ်ဆင်နိုင်ပါသည်။
• Oscillatory stress သည် oscillatory deformation (စိတ်ဖိစီးမှု) သို့မဟုတ် oscillatory stress ကို နမူနာသို့ အသုံးပြုရန်အတွက် ဖြစ်သည်။ ပုံပျက်ခြင်းကို အသုံးချပြီး လွတ်လွတ်လပ်လပ် တုန်ခါနေသော စက်များတွင်ကဲ့သို့ သို့မဟုတ် အတင်းအကျပ် တုန်ခါနေသော စက်များတွင်ကဲ့သို့ အဆက်မပြတ် အသုံးချနိုင်သည်။
• ၎င်းသည် အင်အား (သို့မဟုတ် တင်းမာမှု၊ ရွှေ့ပြောင်းမှု၊ ကြိမ်နှုန်းနှင့် အပူချိန်) ကဲ့သို့သော မှီခိုမှုနှင့် သီးခြားစမ်းသပ်မှုဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်များကို ဆုံးဖြတ်ရန်အတွက် ထောက်လှမ်းကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ အပူချိန်များသည် အပေါင်း/အနုတ် 0,1 ဒီဂရီ၊ အပေါင်း/အနှုတ် 1 ရာခိုင်နှုန်းအထိ၊ ကြိမ်နှုန်းအား အပေါင်း/အနှုတ် 0,1 Hz အထိ ဖတ်နိုင်ရပါမည်။ အပူချိန်အာရုံခံကိရိယာကို စမ်းသပ်နမူနာနှင့် တတ်နိုင်သမျှ နီးကပ်အောင်ထားသင့်သော်လည်း ထိတွေ့မှုမဖြစ်ပါ။
• အပူချိန်ထိန်းချုပ်ကိရိယာနှင့် မီးဖိုများသည် အပူပေးခြင်း၊ အအေးပေးခြင်း သို့မဟုတ် တည်ငြိမ်သောစမ်းသပ်ပတ်ဝန်းကျင်ကို ပံ့ပိုးပေးခြင်းဖြင့် နမူနာအပူချိန်ကို ထိန်းချုပ်ရန်အတွက်ဖြစ်သည်။ အပူချိန်ပရိုဂရမ်မာသည် နမူနာအပူချိန်ကို အပေါင်း/အနုတ် 0,5 ဒီဂရီအထိ တိုင်းတာခွင့်ပြုရန် လုံလောက်သော တည်ငြိမ်နေရပါမည်။ လိုအပ်သော အပူချိန်တိုင်းတာမှု၏ တိကျမှုသည် အပေါင်း/အနုတ် 1,0 ဒီဂရီဖြစ်သည်။
• ဒေတာရယူခြင်းကိရိယာသည် တိုင်းတာခြင်း သို့မဟုတ် တွက်ချက်အချက်ပြမှုများကို ရယူခြင်း၊ သိမ်းဆည်းခြင်းနှင့် ပြသခြင်း သို့မဟုတ် နှစ်မျိုးလုံးကို ပံ့ပိုးပေးသည့် နည်းလမ်းဖြစ်သည်။ ဒိုင်းနမစ်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအတွက် လိုအပ်သော အနိမ့်ဆုံးအထွက်အချက်ပြမှုများမှာ သိုလှောင်မှုမွမ်းမံမှု၊ ဆုံးရှုံးမှုမွမ်းမံမှု၊ တန်းဂျန့်မြစ်ဝကျွန်းပေါ်ဒေသ၊ အပူချိန်နှင့် အချိန်တို့ဖြစ်သည်။ ဤစမ်းသပ်မှုအတွက် သင့်လျော်သော စက်အချို့သည် linear သို့မဟုတ် logarithm သိုလှောင်မှု modulus ကိုသာ ပြသနိုင်ပြီး၊ အချို့က linear သို့မဟုတ် logarithm storage modulus သို့မဟုတ် နှစ်မျိုးလုံးကို ပြသနိုင်ပါသည်။ အမည်မသိနမူနာများကို နှိုင်းယှဉ်ကာ တူရိယာတစ်ခုမှ အခြားရလဒ်များကို နှိုင်းယှဉ်သည့်အခါ တူညီသော အတိုင်းအတာစကေးကို အသုံးပြုရန် ဂရုပြုသင့်သည်။
• နိုက်ထရိုဂျင်၊ ဟီလီယမ် သို့မဟုတ် အခြားဓာတ်ငွေ့များကို သန့်ရှင်းရေးအတွက် ထောက်ပံ့ပေးသည်။ စမ်းသပ်နမူနာကို ချိန်ညှိခြင်းနှင့် တိုင်းတာခြင်းအတွက် တူညီသော သန့်စင်သောဓာတ်ငွေ့ကို အသုံးပြုသည်။
• Calipers သို့မဟုတ် အခြားသော အလျားတိုင်းတာရေးကိရိယာများသည် အတိုင်းအတာများ (သို့မဟုတ်) အပေါင်း/အနုတ် 0,01 မီလီမီတာအတွင်း အတိုင်းအတာများကို တိုင်းတာရန်အတွက်ဖြစ်သည်။

ကဏ္ဍအသီးသီးရှိ စီးပွားရေးလုပ်ငန်းများအတွက် ပံ့ပိုးပေးသော စမ်းသပ်ခြင်း၊ တိုင်းတာခြင်း၊ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းနှင့် အကဲဖြတ်ခြင်းဆိုင်ရာ လေ့လာမှုများစွာတို့တွင် ကျွန်ုပ်တို့၏အဖွဲ့အစည်းသည် စံသတ်မှတ်ထားသော "ASTM E1640-23 Standard test method for glass transition temperature by dynamic mechanical analysis" ဖြင့် လေ့ကျင့်သင်ကြားထားသော ဖန်ခွက်အကူးအပြောင်းကို ဆုံးဖြတ်ခြင်းနည်းလမ်း၊ ကျွမ်းကျင်ဝန်ထမ်းများနှင့် အဆင့်မြင့်နည်းပညာပစ္စည်းများကိုလည်း ပေးသည်။