Analizator RSA – G2

Analizator DMA RSA-G2 to unikalna platforma do analizy dynamiczno-mechanicznej ciał stałych, wyposażona w osobne, izolowane moduły układu napędowego i przetwornika pomiarowego, co eliminuje bezwładność układu pomiarowego oraz zapewnia bezpośredni pomiar właściwości próbki.

• 

Dynamiczna analiza mechaniczna to technika pomiarowa, w której na próbkę działają siły mechaniczne i mierzona jest jej reakcja. Siły mechaniczne mogą oddziaływać na próbkę w sposób sinusoidalny, stały (lub krokowy) lub ze stałą szybkością. Reakcję na odkształcenie można monitorować w funkcji temperatury lub czasu.
DMA pozwala na charakterystykę właściwości lepkosprężystych polimerów, kompozytów polimerowych, elastomerów, gum, a także materiałów ceramicznych, kompozytów metal – polimer, ceramika-polimer, czy metali. Jest to wyjątkowo czuła technika obrazująca zachowanie się materiałów w temperaturach przejścia szklistego, czy zachodzących po nim relaksacji, pozwala też na charakterystykę materiałów mających zdolność do krystalizacji (temperatura topnienia, krystalizacji), czy materiałów sieciujących (termicznie, czy chemicznie). Zmiany zachodzące na poziomie molekularnym pod wpływem takich czynników, jak naprężenie mechaniczne (zmienne lub stałe), temperatura i czas pozwalają ocenić na ile poszczegolne komponenty próbek złożonych są ze sobą kompatybilne i czy zachodzą pomiędzy nimi jakieś oddziaływania (np. w przypadku mieszanin polimerów, czy układów polimer – napełniacz) i na ile one są trwałe (np. poprzez charakterystykę efektu Payne’a w kompozytach polimerowych), czy oceny wpływu warunków przetwarzania. Wyznaczane moduły: moduł zachowawczy – E’ (G’) (zwiazany z odpowiedzią sprężystą próbki) i stratnościowy E” (G”) (związany z odpowiedzią lepką próbki) oraz ich wzajemny stosunek tg delta (tangens kąta stratności mechanicznej) pozwalają na ocenę własciwości mechnicznych, w tym izotropowych, anizotropowych, właściwości tłumiących materiałów, czy zdolności materiału do relaksacji naprężeń, czy ocenę pełzania pod stałym naprężeniem.

Aparaty DMA są zgodne, między innymi, z następującymi normami:
ISO 4664 – Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of dynamic properties
ISO 4666 – Rubber, vulcanized — Determination of temperature rise and resistance to fatigue in flexometer testing
ISO 6721 – Plastics — Determination of dynamic mechanical properties
ASTM D623 – Plastics DMA: Standard Practice for Plastics: Dynamic Mechanical Properties: Determination and Report of Procedures
ASTM D4065 – Plastics DMA: Standard Practice for Plastics: Dynamic Mechanical Properties: Determination and Report of Procedures
ASTM D4473 – Standard Test Method for Plastics: Dynamic Mechanical Properties: Cure Behavior
ASTM D5023 – DMA testing: Standard Test Method for Measuring the Dynamic Mechanical Properties: In Flexure (Three-Point Bending)
ASTM D5024 – Standard Test Method for Plastics: Dynamic Mechanical Properties: In Compression
ASTM D5026 – Standard Test Method for Plastics: Dynamic Mechanical Properties: In Tension
ASTM D5418 – Standard Test Method for Plastics: Dynamic Mechanical Properties: In Flexure (Dual Cantilever Beam)
ASTM D5992 – Rubber testing: Standard Guide for Dynamic Testing of Vulcanized Rubber and Rubber-Like Materials Using Vibratory Methods
ASTM D7028 – Standard Test Method for Glass Transition Temperature (DMA Tg) of Polymer Matrix Composites by Dynamic Mechanical Analysis (DMA)
ASTM E1640 – DMA testing: Standard Test Method for Assignment of the Glass Transition Temperature By Dynamic Mechanical Analysis
DIN 53513 – Determination of the viscoelastic properties of elastomers on exposure to forced vibration at non-resonant frequencies
DIN 53533 – Testing of elastomers; testing of heat generation and service life during the fatigue test

Wyróżniające cechy i zalety aparatu RSA-G2:

• Beztarciowy silnik prądu stałego, z łożyskiem powietrznym, z bezpośrednim napędem umożliwiającym zadawanie zaprogramowanej amplitudy deformacji, prędkości deformacji lub naprężeń
• Układ pomiarowy siły generowanej przez próbkę oparty na przetworniku siły z wymuszaniem równowagi (FRT); łożysko powietrzne w układzie przetwornika zapewniające najbardziej precyzyjny pomiar sił generowanych przez próbkę
• Liniowy enkoder zapewniający pomiary odkształcenia z rozdzielczością nie gorszą niż 1 nm
• Silnik umożliwiający pomiary w trybie relaksacji naprężeń, z krokową zmianą deformacji generowaną w sposób bezpośredni a nie w pętli sprzężenia zwrotnego.
• Zakres pomiarowy modułów: od 100 Pa do 3000 GPa.
• Analizator wyposażony w piec konwekcyjny z wymuszonym obiegiem powietrza z dwiema grzałkami z wymuszonym przepływem powietrza na zakres temperatur: od -150°C do 600°C.
• Wybór układów kontrolujących temperaturę, w tym chłodziarka mechaniczna zapewniająca skuteczne, kontrolowane chłodzenie do -100°C bez konieczności pracy z ciekłym azotem
• Komora pomiarowa wyposażona w okno oraz wewnętrzne oświetlenie umożliwiające wizualną kontrolę próbek, fotografowanie próbek podczas testów (za pomocą opcjonalnej kamery) lub poddawanie ich naświetlaniu różnymi źródłami promieniowania (np. w zakresie UV).
• Moduł pomiarowy oddzielony od modułu elektroniki sterującej, co gwarantuje eliminację wpływu zakłóceń elektromagnetycznych na precyzyjne pomiary wielkości reologicznych
• Sztywna stalowa rama przyrządu, wykonana w postaci pojedynczego odlewu, zapewniająca niską podatność mechaniczną przyrządu.
• Wbudowany wyświetlacz LCD z ciągłym odczytem siły/ naprężeń generowanych przez próbkę, temperatury oraz statusu przyrządu, by ułatwiać pracę z próbkami i zwiększać bezpieczeństwo obsługi.
• Uchwyty pomiarowe o wysokiej sztywności umożliwiające badania próbek w następujących trybach:
– Zginanie przy zamocowaniu na jednym lub dwóch końcach (single/dual cantilever),
– Zginanie z podparciem (3pt Bendig) dla próbek o długościach 10, 25 lub 40mm
– Rozciąganie
– Ściskanie
– Ścinanie
– Badanie soczewek korekcyjnych zanurzonych w płynie, np. w soli fizjologicznej
– Badania w zanurzeniu w trybach rozciągającym, ściskającym oraz zginającym z podparciem

• Analizator DMA RSA-G2 umożliwia rozbudowę o moduł do pomiarów dielektrycznych – DETA, umożliwiający równoczesną analizę dynamicznych właściwości mechanicznych oraz dielektrycznych, np. badanie sieciowania żywic pod wpływem pola elektrycznego. Moduł DETA może być wykorzystywany jako generację zmian pola elektrycznego w szerokim zakresie częstotliwości oraz amplitudy oraz specjalne geometrie do pomiarów dielektrycznych – układ płytek ściskających o średnicy 25mm służących jako elektrody w pomiarach DETA

• Dostępne tryby pracy:
– tryb oscylacji – skanowanie częstotliwościowe, skanowanie temperaturowe, skanowanie amplitudą deformacji, skanowanie czasowe
– krokowy ( stany przejściowe): relaksacja naprężeń, pełzanie i powrót pełzaniowy
– pozostałe: stała siła/deformacja, stała prędkość narastania deformacji, skanowanie temperaturowe przy stałej sile/naprężeniu/deformacji, tryb TMA
• Zaawansowane tryby pomiarowe – dostępne jako część standardowego oprogramowania obsługi analizatora:
– Wielofalowa (Multi-Wave): pozwala na zadawanie odkształcenia w funkcji będącej sumą szeregu Fouriera opisywanego przez następujące odkształcenia: (a) odkształcenie sinusoidalne przy częstotliwości podstawowej i (b) do dziewięciu sinusoidalnych odkształceń, każda przy harmonicznej częstotliwości w stosunku do częstotliwości podstawowej. Amplituda odkształcenia i częstotliwość podstawowa jak i harmoniczne wybierane przez użytkownika.
– Arbitralna funkcja okresowa: funkcja okresowa o kształcie zdefiniowanym przez użytkownika (np. kwadratowa, trójkątna, piłokształtna, itp.)