从医疗设备的塑料到轮胎的橡胶,我们使用的材料必须满足越来越高的要求。产品制造商和消费者希望他们的材料外观漂亮,性能好,成本低,同时对环境友好。如需满足上述需求,就必须深入了解从分子水平到实际机械性能的材料特性。由于影响材料特性的因素有很多,因此需要的测量工具和方法来确保材料满足应用的高期望值。在开发和 产的各个阶段,评估材料特性的一个关键测量和分析方法是动态机械分析(DMA)。
什么是动态机械分析?
动态机械分析 (DMA) 是一种热分析技术,用于测量材料在周期性应力下变形时的机械性能。DMA 通常用于确定聚合物、复合材料和其他材料的粘弹性行为。DMA,*基本的是测量材料的粘弹性能,通常以储存模量、损失模量和介质损耗角正切(即损耗模量与储能模量的比值)的形式进行量化。DMA测量是通过在材料上施加力和变形,并与其他因素(如温度、时间和频率)的影响一起进行分析而获得。
动态机械分析 (DMA) 如何工作的?
DMA 通过对样品施加振荡力并测量其响应来测量材料的机械性能。该技术可确定材料的刚度和阻尼特性,二者分别表示为储能模量 (弹性响应) 和损耗模量 (粘性响应)。DMA 还可测量材料的损耗角正切,进而深入了解材料的阻尼特性。
为什么动态机械分析非常重要?
动态机械分析之所以重要,是因为它提供了有关材料的机械性能的关键信息,这些信息对于了解材料在不同条件下的性能和行为至关重要。这些信息对于聚合物、复合材料和其他广泛应用的材料的研发和质量控制尤其具有价值。
示例实验
该图显示了 DMA 850上三个 PET 样品进行拉伸时的对比:
其中一个样品具有均匀的粘胶层且性能良好,一个样品具有不均匀的涂层且性能不佳,还有一个样品无涂层。因粘合剂产生的转化峰值以 tan δ 显示,在均匀粘胶层样品中为 40°C 左右,而不均匀样品的峰值要小得多。了解不同样品的特性可以对涂层工艺和制成品进行质量控制。诸如此类的微妙变化需要极高的灵敏度和度来测量。
TA Instruments凭借其特色产品DMA 850,DMA850实现了从0.1mN到18 N 的广泛受力测量范围,而 One-Touch-Away 界面则使得 DMA Express 模式成为评估固体材料的玻璃化转变和二次转变的*简单和*常用的方法。它还可表征湿度的影响。
产品优势:
非接触式、低质量电机提供 0.1 mN 至 18 N 的持续力,可测量从软材料到刚性材料的所有样品;
无摩擦、低柔量空气轴承设计确保*的力灵敏度和度;
光学编码器技术,可在 25 mm 的连续行程范围内提供 0.1 nm 的分辨率,从而实现的测试多功能性;
全新的 DirectStrain™ 和智能自动设定范围控件,凭此您始终可以测量 宽范围的样品刚度和频率,从而获得数据;
在相关的测试条件下,选择两个环境系统进行迅速响应的精密控制;
空气冷却系统提供有效的冷却控制,温度 低可达 -100°C,不存在液氮原料造成的成本消耗或困扰;
的高刚度轻质夹具简单易用,可确保数据的可重复性。
DMA 用于多种行业和应用,包括:用于研究聚合物和塑料的玻璃化转变温度、粘弹性行为和机械性能、用于评估复合材料的机械性能,包括不同组件之间的界面粘附和整体机械性能、还可用于研究药物配方的机械性能,包括赋形剂和活性药物成分的粘弹性行为。
*本文实验数据来自于TA*