De glazen overgang temperatuur Tg definieert het overgang punt tussen de glasachtige (stijve) toestand van een polymeer en de stroperige, rubberachtige toestand. Beide toestanden vertonen verschillende materiaal eigenschappen en zijn dus belangrijk voor een applicatieontwerp. Gebruik deze tool om eenvoudig de Tg van onze semi-kristallijne materialen te schatten op basis van DMTA-metingen als functie van de relatieve vochtigheid in evenwicht met een onderdeel
- Introductie
- Metingen
- Model
- F.A.Q.
Er bestaan verschillende methoden om het glas overgang temperatuur Tg te meten. Terwijl onze datasheet waarden worden bepaald met behulp van DSC volgens ISO 11357-1/-2, zijn de voorspellingen in deze tools gebaseerd op DMTA-metingen (zie 'Metingen' voor meer informatie).
Invoer van de gebruiker:
•Selectie van het cijfer
Gereedschapsuitvoer:
•Schatting van Tg voor een as-molded onderdeel dat in evenwicht is met een bepaalde relatieve vochtigheid bij 23°C (73°F).
Voorspelling van het evenwichtsvochtgehalte voor zowel gegoten als gegloeide onderdelen. Opmerking: om het tijdsafhankelijke vochtgehalte te voorspellen, gebruikt u onze vochtdiffusietool.
Kristalliniteit
Semi-kristallijne kunststoffen omvatten doorgaans zowel een amorfe fase waarin de polymeer ketens willekeurig zijn gerangschikt als een kristallijne (geordende) fase. Alleen de amorfe fase kan vocht opnemen. Het kristalliniteitsniveau is echter geen vaste materiaal parameter, maar hangt af van de verwerking omstandigheden en veroudering. Na spuitgieten/blazen en koeling ('dry as molded') heeft de plastic zijn maximale kristalliniteit nog niet bereikt. Voor sommige toepassingen biedt een toestand onder dit maximum voordelen voor de toepassing, in andere gevallen is de volledig kristallijne toestand gewenst. Dry-as-molded monsters kunnen meer vocht opnemen in vergelijking met gegloeide (of verouderde) materialen. Gedurende de levensduur van een onderdeel neemt de kristalliniteit meestal toe (en neemt het vochtgehalte absorptie af), maar om dit proces te versnellen kan 'gloeien' (warmtebehandeling voor een korte periode) worden toegepast.
Wij richten ons alleen op semi-kristallijne PA's en PPA's. Omdat de kristalliniteit onder andere afhankelijk is van verwerking omstandigheden, omgevingsomstandigheden en leeftijd, is het onmogelijk om een enkele waarde als absolute waarheid voor onze materialen te presenteren. In plaats daarvan biedt onze tool zowel een voorspelling voor het vochtgehalte in dry-as-molded monsters als een voorspelling voor gegloeide (onder de gespecificeerde omstandigheden) monsters. Tenzij extreem gloeien wordt toegepast, zal het vochtgehalte van een onderdeel hoogstwaarschijnlijk tussen deze twee voorspellingen liggen.
Op gegevensbladen worden normaal gesproken de 'dry as molded'-waarden vermeld. Voor PA6, PA66 en PPA kan het 'gegloeide' evenwichtsvochtgehalte 10-20% lager zijn, voor PA46 zelfs een factor 2 lager in vergelijking met de dry-as-molded monsters.
Meetmethoden
Het meten van het glas overgang temperatuur Tg is niet triviaal. Tg is niet één vaste temperatuur maar eerder een temperatuur gebied waarin de overgang plaatsvindt. Bovendien bestaan er verschillende methoden om de Tg te meten - met elk hun eigen voor- en nadelen:
- Differential Scanning Calorimetry (DSC): Een zeer gevoelige, kwantitatieve en snelle techniek met brede toepasbaarheid, maar kan last hebben van baseline-drift, vereist zeer homogene monsters en kan alleen worden toegepast op droge monsters in een beperkt temperatuur bereik. Modulated Temperatuur Differential Scanning Calorimetry (MTDSC) is een variatie op deze techniek met een verbeterde resolutie. De gegevens in onze datasheets zijn gebaseerd op deze methode en gemeten volgens ISO 11357-1/-2.
- Dynamic Mechanisch Analysis (DMA) & Dynamic Mechanisch Thermisch Analysis (DMTA): Kan het visco-elastische gedrag van materialen over een reeks temperaturen en frequenties karakteriseren, waardoor niet alleen de Tg wordt geleverd, maar ook mechanisch eigenschappen zoals opslag modulus, verlies modulus en demping eigenschappen. Deze techniek kan ook omgaan met geconditioneerde monsters, hoewel tijdens een temperatuur sweep het drogen van een monster het resultaat bij hogere temperaturen enigszins beïnvloedt.
- Thermomechanische analyse (TMA): Meet dimensionale verandering, maar heeft een beperkte gevoeligheid in vergelijking met DSC of DMTA.
- Diëlektrische Thermisch Analyse (DETA) & Thermisch Gestimuleerde Stroom (TSC): Meet de diëlektrische eigenschappen – of elektrisch stroom – van materialen als functie van temperatuur, maar is specifiek voor bepaalde materialen en vereist een complexe interpretatie.
Alles bovenstaande methoden zullen resulteren in (iets) afwijkende Tg-waarden. Variaties zijn doorgaans slechts enkele graden, maar kunnen groter zijn (~10 graden) voor polymeer mengsels, materialen met bepaalde additieven, in minder gecontroleerde experimentele omstandigheden, verschillende meetprotocollen en voor materialen met heterogeniteit of verschillende thermisch geschiedenis.
Onze metingen
De metingen die de basis vormen voor onze voorspellingen in deze tool zijn verkregen met behulp van de DMTA-techniek: nadat de monsters op de vereiste grootte waren gesneden, werden ze eerst geconditioneerd in een vochtigheidskamer of water op een vaste temperatuur van 23°C (73°F) totdat een evenwicht was bereikt. Tijdens het conditioneren werd de gewichtstoename van de monsters gemeten om hun vochtgehalte nauwkeurig te bepalen. De evenwichtsmonsters werden vervolgens gemeten met behulp van een temperatuur sweep met een constante frequentie van 1 Hz.
Vochtdiffusie in polyamiden is een zeer traag proces in vergelijking met temperatuur evenwicht. Daarom wordt aangenomen dat de vochtconcentratie in het monster constant blijft tijdens de meting, waarbij het monster wordt verwarmd met een snelheid in de orde van grootte van 1°C/min (1.8°F/min). Dit kan echter leiden tot kleine afwijkingen bij temperaturen ruim boven de 100°C (212°F).
Het model is gebaseerd op een groot aantal DMTA-experimenten met monsters in 'as-molded' en 'gegloeide' toestanden voor verschillende omstandigheden: volledig droge, geconditioneerde monsters in evenwicht bij verschillende relatieve vochtigheidsgraden en volledig natte monsters in water.
Modellen
Op basis van de gewichtsmetingen wordt een fenomenologisch model gebruikt om het resulterende evenwichtsvochtgehalte van het monster te beschrijven als functie van de relatieve vochtigheid die in evenwicht is met het monster bij 23°C (72°F). De twee toestanden (as-molded en gegloeid) worden getoond. Met name voor PA46 kan de mate van kristalliniteit een significant effect afspelen, voor andere materialen is dit effect minder uitgesproken. In theorie kan verdere warmtebehandeling de kristalliniteit verder verhogen, maar deze twee getoonde toestanden worden verondersteld representatief te zijn voor de meeste toepassingen.
Op basis van de DMTA-resultaten wordt een ander fenomenologisch model gebruikt om het glas overgang temperatuur te voorspellen als functie van de relatieve vochtigheid die in evenwicht is met het monster bij 23°C (72°F). Voor de eenvoud wordt alleen de 'as-molded'-toestand weergegeven (die het meest wordt gebruikt).
Nauwkeurigheid
Materiaal samengestelde inhomogeniteiten, spuitgieten procesomstandigheden, kunnen de conditioneringsexperimenten en de DMTA-meting zelf alles mogelijk variaties in het eindresultaat introduceren. Op basis van een gedetailleerde analyse van alles resultaten en modelvoorspellingen leek het passend om een betrouwbaarheidsgrens van 10% te gebruiken; Dit is te zien in de grafiek. Merk op dat dit geen variatie van DMTA in vergelijking met andere meetmethoden omvat (zoals uitgelegd in het gedeelte 'Metingen').
Gebruik het Hotjar-feedbackformulier rechtsonder op de pagina Vermoeidheid tool om uw opmerkingen, vragen en feedback in te dienen. De meest gestelde vragen worden in deze sectie beantwoord.
Waarom kan ik alles Envalior cijfers niet selecteren ?
We zijn bezig deze tool uit te breiden naar meer kwaliteiten, maar dit hangt af van de beschikbaarheid van experimentele gegevens en van de vraag naar die specifieke kwaliteit. Laat ons weten naar welke cijfers je op zoek bent door het feedbackformulier rechtsonder op de pagina in te vullen!
Waarom mag ik de gegevens uit de grafiek niet exporteren?
Iedereen kan de downloadfunctionaliteit gebruiken zodra hij is ingelogd; Registreer je eenvoudig (gratis) en begin direct met downloaden.
