Termomekanik analiz
Termomekanik analiz
Termomekanik analiz, esas olarak termal genleşme katsayısını (CTE) ölçmek için kullanılan bir termal analiz yöntemidir. termal genleşme katsayısı (CTE) ile yakından ilişkilidir ve bu nedenle dilatometri dilatometri ile yakından ilişkilidir.
Dilatometri yük olmadan genleşmeyi ölçer ve termomekanik analiz kontrollü yük altında ölçüm yapar. Numune ile temas halindeki itme çubuğunun yer değiştirmesi sıcaklığın bir fonksiyonu olarak ölçülür.
Bir termobalansın yapısı
Klasik termogravimetride, bir numune genellikle inert malzemeden (örneğin platin, alüminyum oksit, altın…) oluşan bir potaya yerleştirilir ve kontrollü atmosfer ve sıcaklıklar uygulayabilen bir fırın içindeki bir sensörün üzerine yerleştirilir (Şema 1).
Numuneyi, piston çubuğunu ve yer değiştirme sensörünü (LVDT) gösteren bir termomekanik analizör kurulumu
Numunelerin yumuşamasını analiz etmek için daha yüksek kuvvetler ve/veya uçlu pistonlar (penetrasyon pistonları) kullanılabilir. Bu, aşağıdakileri ölçmek için kullanışlıdır cam geçiş sıcaklığı (Tg) polimerlerin.
Termomekanik analiz, sıklıkla kullanılan termomekanik analizden çok daha hassastır. Diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC). Hassasiyet, salınımlı bir yanıt sinyaline yol açan salınımlı kuvvetler (örn. sinüzoidal, üçgen, dikdörtgen) kullanılarak artırılabilir.
Bir elastomerin camsı geçişinin salınım kuvvetiyle TMA ile tespiti; Tg, dedektörün yanıt sinyalinde güçlü bir artışla gösterilen 29°C’de bulunmuştur
Diğer tip pistonlar ve ölçüm düzenekleri, elastikiyet modülünü tahmin etmeyi veya liflerin ve filmlerin CTE’sini ölçmeyi mümkün kılar. İkinci durumda, numune özel bir numune tutucuya sıkıştırılır ve numuneye hafif bir gerilim uygulanır.
Çeşitli TMA ölçüm sistemleri
Termomekanik analizin özellikleri ve reaksiyonları
TMA şu alanlarda kullanılır poli̇mer bi̇li̇mi̇ termal genleşme katsayısını (CTE) ve liflerin ve filmlerin gerilme/gerinim davranışını ölçmek için kullanılır. Bir polimer numunesinin ısıtılması sırasında çözücü buharlaşabilir, sertleşmemiş parçaların sertleşmesi ve polimer zincirlerinin yeniden düzenlenmesi meydana gelebilir ve/veya yeniden kristalleşme büzülme (negatif genleşme) olarak algılanabilir.
Yumuşama davranışı ve camsı geçiş sıcaklıkları (Tg) da esas olarak bir salınım kuvveti uygulanarak araştırılabilir.
Termomekanik analiz için standartlar
- ISO 11359: Plastikler – Termomekanik analiz (TMA)
Plastikler – Termomekanik analiz (TMA) – Bölüm 1: Genel ilkeler
Plastikler – Termomekanik analiz (TMA) – Bölüm 2: Doğrusal termal genleşme katsayısının ve camsı geçiş sıcaklığının belirlenmesi
- ASTM E831 -19 Termomekanik Analiz ile Katı Malzemelerin Doğrusal Termal Genleşmesi için Standart Test Yöntemi
- ASTM E2113 – 18 Termomekanik Analizörlerin Uzantısının Kalibrasyonu için Standart Test Yöntemleri
- ASTM E1363 – 18 Termomekanik Analizörlerin Sıcaklık Kalibrasyonu için Standart Test Yöntemleri