ASTM E1640-23 standardtestmetod för bestämning av glasövergångstemperatur genom dynamisk mekanisk analys

Standarden "ASTM E1640-23 standardtestmetod för att bestämma glasövergångstemperaturen genom dynamisk mekanisk analys" som utvecklats av American Society for Testing and Materials (ASTM) beskriver en testmetod som inkluderar tilldelningen av glasövergångstemperaturen (Tg) av material med hjälp av dynamiska mekaniska analysatorer. Denna testmetod är tillämpbar på termoplastiska polymerer, värmehärdande polymerer och delvis kristallina material som är termiskt stabila i glasövergångsområdet.

Det giltiga temperaturintervallet för denna testmetod beror på vilken instrumentering som används, men för att täcka alla material bör den lägsta temperaturen vara ungefär minus 150 grader.

Denna testmetod är utformad för material med elasticitetsmodul i intervallet 0,5 MPa till 100 GPa.

Specifika tekniska termer som används i denna standard inkluderar standarden "ASTM D4092-21 Standardterminologi för plast: dynamiska mekaniska egenskaper" och "inklusive Celsius, dynamisk mekanisk analysator, glasövergång, glasövergångstemperatur, förlustmodul, lagringsmodul, tangentdelta och viskoelasticitet .” Det ingår i standarden ASTM E1142-15 terminologi relaterad till termofysiska egenskaper.

Vid utförande av tester placeras ett prov med känd geometri i mekanisk svängning vid en konstant eller resonansfrekvens och förändringar i materialets viskoelastiska respons övervakas som en funktion av temperaturen. Under ideala förhållanden, vid uppvärmning, markeras glasövergångsområdet av en snabb minskning av lagringsmodulen och en snabb ökning av förlustmodulen och tangentdelta.

Glasövergången för testprovet indikeras av den extrapolerade början av minskningen av lagringsmodulen, vilket indikerar övergången från en glasartad fast substans till en gummiartad fast substans.

Denna testmetod kan användas för att hitta glasövergångsområdet och tilldela glasövergångstemperaturen för amorfa och semikristallina material. Dynamiska mekaniska analysatorer övervakar förändringar i ett material viskoelastiska egenskaper som en funktion av temperatur och frekvens, vilket ger ett sätt att mäta dessa förändringar. I ideala fall markerar starttemperaturen för minskningen av lagringsmodulen glasövergången.

Glasövergången sker över ett intervall av temperaturer. Denna metod tilldelar en enda temperatur (Tg) för att representera temperaturintervallet som mäts med dynamisk mekanisk analys. Tg kan bestämmas med olika tekniker och kan variera beroende på tekniken.

En glasövergångstemperatur (Tg) är användbar för att karakterisera många viktiga fysikaliska egenskaper hos termoplastiska, härdplastiska och semikristallina material, inklusive deras termiska historia, bearbetningsförhållanden, fysisk stabilitet, fortskridande av kemiska reaktioner, härdningsgrad och både mekaniska och elektriskt beteende.

Denna testmetod har visat sig vara användbar för kvalitetskontroll, specifikationer och forskning.

Eftersom provstorleken ofta är liten är det viktigt att varje prov är homogent eller representativt för materialet som helhet, eller båda. En ökning eller minskning av uppvärmningshastigheterna från de angivna kan förändra resultaten.

En övergångstemperatur är en funktion av experimentell frekvens, så testfrekvensen bör alltid anges. (Övergångstemperaturen ökar med ökande frekvens). Extrapolering till en gemensam frekvens kan åstadkommas med användning av en förutbestämd frekvensskiftfaktor eller antagande av en frekvensskiftfaktor på ungefär 8 grader per dekad av frekvens. Sådana extrapolationer ska rapporteras.

Funktionen hos anordningen som används i dessa tester är att hålla ett prov av enhetlig storlek, vilket gör att provet kan fungera som ett elastiskt och spridande element i ett mekaniskt oscillerande system. Dynamiska mekaniska analysatorer fungerar vanligtvis i ett av flera lägen.

Denna enhet inkluderar:

• Klämmor är ett klämarrangemang som gör att provet kan greppas. Prover kan monteras genom att klämma fast i båda ändar (i de flesta system), ena änden (t.ex. torsionspendel) eller ingendera änden (fri böjning mellan bladkanterna).
• Oscillerande spänning är för att applicera en oscillerande deformation (spänning) eller oscillerande spänning på provet. Deformationen kan appliceras och sedan frigöras, som i fritt vibrerande anordningar, eller den kan appliceras kontinuerligt, som i forcerade vibrationsanordningar.
• Det är en detektor för att bestämma beroende och oberoende experimentella parametrar som kraft (eller spänning), förskjutning, frekvens och temperatur. Temperaturerna ska kunna avläsas till plus/minus 0,1 grader, kraften till plus/minus 1 procent och frekvensen till plus/minus 0,1 Hz. Temperatursensorn ska placeras så nära testprovet som möjligt, men inte i kontakt.
• Temperaturregulatorn och ugnen är till för att kontrollera provets temperatur genom att värma, kyla eller tillhandahålla en stabil experimentmiljö. Temperaturprogrammeraren måste vara tillräckligt stabil för att tillåta provtemperaturen att mätas till plus/minus 0,5 grader. Noggrannheten för den erforderliga temperaturmätningen är plus/minus 1,0 grader.
• Datainsamlingsanordning är att tillhandahålla ett sätt att inhämta, lagra och visa uppmätta eller beräknade signaler eller båda. De minsta utsignalerna som krävs för dynamisk mekanisk analys är lagringsmodul, förlustmodul, tangentdelta, temperatur och tid. Vissa enheter som lämpar sig för detta test kan visa endast den linjära eller logaritmiska lagringsmodulen, medan andra kan visa den linjära eller logaritmiska lagringsmodulen eller båda. Man bör vara noga med att använda samma modulskala när man jämför okända prover och jämför resultat från ett instrument till ett annat.
• Kväve, helium eller andra gaser tillförs för reningsändamål. Samma reningsgas används för kalibrering och mätning av testprovet.
• Bromsok eller andra längdmätanordningar är för att mäta dimensioner (eller längder inom) plus/minus 0,01 mm.

Bland de många test-, mätnings-, analys- och utvärderingsstudier som den tillhandahåller för företag inom olika sektorer, tillhandahåller vår organisation testtjänster definierade i standarden "ASTM E1640-23 Standardtestmetod för att bestämma glasövergångstemperaturen genom dynamisk mekanisk analys" med sin utbildade och sakkunnig personal och avancerad teknisk utrustning Det ger också.