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日本UBM動態粘彈性測定技術

發布時間:2021-03-24 點擊量:1438

日本UBM動態粘彈性測定技術

概述

與在上一節(2.蠕變和應力松弛)中施加恒定應力或恒定應變的靜態測量(圖1)相反,動態粘彈性測量是一個正弦波,其中應力施加到聚合物物體和物體上。對應于它的應變是正弦的。
圖2示出了動態粘彈性測量的狀態。存在應力和應變相位(正弦波),并且可以從兩者的波形峰值與時間軸上的相位差(應變延遲)之間的關系來測量對象的粘性和彈性元素。
另一方面,在靜態測量中,可以獲得延遲時間和松弛時間等粘度與彈性模量的比率,而無法獲得各個值。這是靜態和動態測量之間的主要區別。通過改變給予物體的正弦波的頻率和溫度,物體響應依賴于它們的趨勢就表現為彈性模量的連續變化。依賴趨勢的差異與對象的內部結構密切相關,并且可以從測量數據中闡明基于對象的分子結構的材料特性。

測量原理(當樣品為薄膜形式時)

 

 

  1. 通過施加載荷使樣品的兩端保持繃緊狀態,以免松動。
  2. 在這種狀態下,當驅動通過軸連接到樣品的激勵器時,動態應力就會施加到樣品上。
  3. 通過驅動激勵器將動態應力作為刺激施加到樣品上,并且作為響應,在樣品中產生動態應變。
  4. 當動態應力和動態應變轉換成來自每個檢測器并輸出的電信號時,兩個波形(相位)在時間軸上對齊。(圖2)
  5. 波形的應力峰值與應變峰值之比稱為動態復彈性模量E *(Pa)。
  6. 如圖4所示,動態復彈性模量E *對應于向量直角三角形的斜邊,并且將相鄰側和相對側分別稱為存儲彈性模量E'和損耗彈性模量E'。
  7. 斜邊與相鄰邊之間的窄角δ是應力波形與應變波形之間的相位差。

 物質狀態和相差

從圖4中的關系可以看出,相位差δ出現在0到1 /4π(90°)的范圍內,當接近0°時E''極小,而E'為當接近90°時,彈性模量極小,彈性模量E'是物質受到外力進入物質時所產生的能量的組成部分,損耗彈性模量是物質從物質中逸出的部分。 E'越大,物質越牢固,反之,E'越大,液體越多,但是,由于上述張力不能測量液體,因此選擇剪切方式進行測量。剪切,選擇三種類型,剪切模量G * G'G“對應于拉伸模量E * E'E”表示固體是彈性體,液體是粘性體,并且其E'和“ E”相對彼此是粘彈性的。E” / E'=tanδ取決于損耗彈性模量E”,稱為損耗角正切。

 

如何選擇指南
  • ?固體,粘彈性體和玻璃化轉變
  • ?能量彈性和橡膠彈性
  • ?結晶和無定形聚合物
  • ?溶膠-凝膠轉變
  • ?從熔融到熱固性反應
  • ?屈服值和粘度曲線
  • ?z高100萬/秒
  • ?檢測粘度高達10mPa.s
  • ?揮舞以消除緊張感
  • ?層長與延伸粘度有關
  • ?表面和涂層處理的管理
  • ?粘合強度和可紡性
  • ?粘合強度的溫度依賴性

 這是測量 動態粘彈性的一個例子。
 

[測量樣品]
  • 復合材料 
    關于影響材料的機械性能的因素,這些材料具有優異的輕量,高強度以及相對于溫度的電絕緣性。
  • 硅橡膠
    關于動態模量與溫度之間的關系,它表現出硅橡膠的溫度穩定性和可模塑性,這是合成橡膠無法模仿的。

  • 如從粘彈性數據所見,關于 非晶態聚合物固體塑料*的玻璃化轉變以及非晶態聚合物相對于溫度的狀態變化。

  • 塑料的 聚合物熔體成型,利用液體的特性通過施加外力使其流動。由于粘度和彈性之間的相互作用,與聚合物的流動性和液體彈性融化有關的因素。
  • 結晶聚合物
    具有高密度分子結構的結晶聚合物的溫度與粘彈性之間的關系,其中聚合物的長分子鏈規則地重疊。
  • 膠粘劑固化產品
    關于物體固化過程中收縮應力對膠粘劑界面的影響
  • 橡膠的交聯密度交聯
    是網絡結構背后的驅動力。它們的存在和數量決定了橡膠的彈性。如何找到它。
  • 熱固性樹脂
    關于在熔融和固化過程中共存的成型條件和溫度之間的關系
  • 墨粉
    熔融過程中的動態粘度曲線和評價指標。
  • 膠粘劑
    關于彈性和粘合性與粘合強度之間的關系。

  • 本部分描述了涂膜的粘彈性行為,當 涂膜溫度升高到室溫以上時,粘彈性會變軟。
  • 交聯橡膠
    1. 動態模量的類型和含義
    2. 從固體彈性到橡膠彈性的變化及其差異
    3. 導致樣品之間彈性模量變化差異的因素

這是 流變學測量的一個例子。
 
  • 聚合物溶液的粘度測量
    分散在溶劑中的聚合物也形成纏結基團,并且通過受到外力而展開。易于流動(粘度)會影響外力的大小。
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