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德國耐馳研究級動態(tài)熱機械分析儀DMA242
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德國耐馳研究級動態(tài)熱機械分析儀DMA242
動態(tài)機械分析儀（DMA）使樣品處于程序控制的溫度下，并施加單頻或多頻的振蕩力，研究樣品的機械行為，測定其儲能模量、損耗模量和損耗因子隨溫度、時間與力的頻率的函數(shù)關(guān)系。德國耐馳動態(tài)熱機械分析儀提供拉伸、壓縮、三點彎曲、單/雙懸臂、針入、線性剪切等多種模式，并可根據(jù)特殊應用定制特殊模式。
測量特性
儲能模量（剛性）
損耗模量（阻尼）
粘彈性
蠕變與應力松弛
玻璃化轉(zhuǎn)變
二級相變
軟化溫度
固化過程
產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)
不同行業(yè)、不同應用領(lǐng)域?qū)y試工具的需求有所不同。NETZSCH儀器擁有杰出的性能、豐富的配置，為客戶應用提供強有力的支撐。
溫度范圍: -170 ... 600°C
應力范圍: 24N
頻率范圍: 0.01 ... 100Hz
Tanδ范圍: 0.00006 ... 100
特殊附件: 濕度附件、紫外固化附件
溫度準確度: 0.1°C
位移范圍: 20mm
模量范圍: 10-3 ... 106MPa
制冷系統(tǒng): 壓縮空氣、液氮制冷、機械制冷
特殊夾具: 液體、剛性材料、絕熱材料
DMA基本功能
可測量儲能模量，損耗模量，損耗因子，長度變化… 以對數(shù)或普通坐標顯示。Y 軸*多支持四根，參數(shù)（曲線）顯示數(shù)量不限。測量參數(shù)（如：作用力、位移、振幅、偏移量等）可以對時間、溫度或頻率作圖。數(shù)據(jù)點標示功能。可顯示長度變化曲線，并計算線性膨脹系數(shù)。根據(jù) WLF 方程進行外推計算得到主曲線。轉(zhuǎn)變活化能計算。 Cole-Cole 圖。松弛／蠕變模式的力/形變量-時間圖譜（選件）。應力／應變掃描模式的力-振幅圖譜（選件）。 3D 圖譜功能。
德國耐馳研究級動態(tài)熱機械分析儀DMA242
應用實例
幾十年來，耐馳在應用方面積累了海量的經(jīng)驗。我們希望能通過這些經(jīng)驗，拋磚引玉，為客戶的實際應用帶來啟發(fā)。
DMA242測試聚丙烯PP
DMA 測試粉末聚酰亞胺
玻纖增強PBT—動態(tài)機械性能
碳纖維增強塑料的DMA測試
準確地表征粘合劑的實時性能
DMA測試粉末聚酰亞胺
聚酰亞胺是分子結(jié)構(gòu)含有酰亞胺基鏈節(jié)的芳雜環(huán)高分子化合物，英文名 Polyimide(簡稱 PI)，可分為均苯型 PI，可溶性 PI，聚酰胺-酰亞胺（PAI）和聚醚亞胺（PEI）四類。 PI 是目前工程塑料中耐熱性*好的品種之一，有的品種可長期承受 290℃高溫、短時間承受 490℃的高溫，另外力學性能、耐疲勞性能、難燃性、尺寸穩(wěn)定性、電性能都好，成型收縮率小，耐油、一般酸和有機溶劑，不耐堿，有優(yōu)良的耐摩擦，磨耗性能。聚酰亞胺作為一種特種工程材料，已廣泛應用在航空、航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領(lǐng)域。近來，各國都在將聚酰亞胺的研究、開發(fā)及利用列入 21世紀*有希望的工程塑料之一。 樣品 PI-peak 呈粉末狀，使用特殊粉末支架壓縮模式進行測試。測試數(shù)據(jù)可見，粉末樣品表現(xiàn)和通常的塊狀樣品有很大的差別。隨著溫度的升高，樣品粉末內(nèi)部發(fā)生重排導致堆積密度變大，同時施加在樣品上的作用力也會加大堆積密度。因此可見樣品的尺寸不斷收縮，dL 曲線表征樣品的長度變化情況，樣品在玻璃化轉(zhuǎn)變之前尺寸收縮比較緩慢，在 213℃以后尺寸收縮非常顯著（紅色曲線）。同時，由于樣品密度加大導致樣品變硬，樣品的表觀儲能模量 E'出現(xiàn)增大趨勢。 在接近玻璃化轉(zhuǎn)變的區(qū)域，樣品重排現(xiàn)象更加明顯，表現(xiàn)為表觀模量 E'迅速增大。開始玻璃化轉(zhuǎn)變之后，E'迅速下降，這是因為樣品已經(jīng)到達玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域，樣品迅速變軟，圖上可見 E'的曲線出現(xiàn)一個峰，峰值為 221℃。損耗因子 tan d 在玻璃化轉(zhuǎn)變過程中表現(xiàn)為一個峰，峰值溫度為 232.℃。 此溫度和 DSC 測量得到的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（221℃）很接近。
DMA242測試聚氨酯泡沫
聚氨酯（PU）是由有機單元骨架與氨基甲酸酯鏈段相連而成。取決于在生產(chǎn)過程中所添加的化學品，可以得到各式各樣的聚氨酯材料比如有硬質(zhì)的、柔韌的或易成型的、泡沫、固體塊狀的等。聚氨酯材料在耐用彈性體、高性能粘合劑、纖維等領(lǐng)域應用廣泛，聚氨酯泡沫有時也用在輪胎、汽車座椅和絕緣材料等場合。 右圖是聚氨酯泡沫的動態(tài)熱機械分析（DMA）分析曲線，儲能模量（黑色曲線，1Hz）在-84°C出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變。我們可以看到，聚氨酯泡沫的玻璃化溫度與頻率有關(guān)，從1Hz下的-84°C遷移到33Hz下的-77°C，相差有7°C之多。測試頻率越高，特征轉(zhuǎn)變溫度向高溫移動。
DMA242測試膠帶
膠帶由膠粘劑和固定帶組成，用于臨時或永久固定粘結(jié)物體。無需使用水、溶劑或加熱活化，只要施加一定的壓力即可發(fā)生粘結(jié)的膠帶叫做壓敏膠。膠帶*早由3M公司的Richard Drew于1926年發(fā)明。*初的膠帶是紙質(zhì)膠帶，后來出現(xiàn)的透明膠帶和其他類型的膠帶均由此衍生而來。3M的Scotch和德莎的Sellotape透明膠帶都是由纖維素樹脂制成的。 儲能模量隨著測試頻率的增加而升高。在頻率3.33Hz下，玻璃化轉(zhuǎn)變的外推起始點溫度為-11°C，增加測試頻率，玻璃化溫度向高溫方向移動，100Hz下對應的玻璃化溫度為-4°C。相應的損耗模量曲線的峰值溫度出現(xiàn)在-6°C（3.33Hz）和3°C（100Hz）。類似的結(jié)果也出現(xiàn)在損耗因子Tanδ曲線上，峰值溫度分別為26°C（3.33Hz）、29°C（10Hz）、34°C（33.33Hz）、44°C（100Hz）。
DMA242測試聚丙烯PP
聚丙烯（PP，(C3H6)n）是由丙烯單體聚合而成的熱塑性聚合物，分為無規(guī)、等規(guī)、間規(guī)三種結(jié)構(gòu)類型，而這三種結(jié)構(gòu)的區(qū)別主要是甲基基團的排布定向不同。因為無規(guī)聚丙烯的結(jié)晶程度不高，而后兩種結(jié)構(gòu)結(jié)晶程度較高，故而有著廣泛的應用。聚丙烯的熔點溫度約160°C，容易生產(chǎn)加工且具有良好的抗疲勞特性，故而可用作活動鉸鏈。聚丙烯廣泛應用在食品和飲料包裝領(lǐng)域特別是奶制品包裝。 對聚丙烯樣品進行多頻率掃描測試，儲能模量E’（黑色曲線，1Hz）在-31°C出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變，對應的損耗模量E’’（紅色曲線）和損耗因子tanδ（藍色曲線）的峰值分別為-24°C和-12°C。我們可以看到，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和曲線本身都是隨著頻率增加而往高溫方向移動。對玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域進行主曲線分析評估，根據(jù)時溫疊加原理（William-Landel-Ferry，WLF方程），多頻率DMA測試結(jié)果可以被轉(zhuǎn)換到產(chǎn)品在實際應用條件下的溫度和頻率范圍。根據(jù)WLF方程，等溫曲線彼此相互沿著頻率軸進行移動，*終形成覆蓋較廣頻率范圍的單條曲線。只有在玻璃化轉(zhuǎn)變E’起始點溫度以上高分子鏈段的運動才能夠發(fā)生，這時“自由體積理論”才是成立的。在這里我們選擇-5°C作為參照溫度，在得到主曲線的同時，WLF方程的常數(shù)C1和C2也同時自動計算得到。主曲線顯示儲能模量E’在頻率10-4到109Hz范圍內(nèi)逐漸增大。 Arrhenius方程可以對測量數(shù)據(jù)進行額外的描述說明，以tanδ*大值溫度（單位: K）的倒數(shù)為橫坐標，頻率的對數(shù)為縱坐標作圖，由此曲線可以計算得到斜率，即為玻璃化轉(zhuǎn)變的活化能。
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