Konstruktion von Masterkurven und das TTS-Prinzip
Die DMA-Masterkurvenkonstruktion ermöglicht die Vorhersage des Materialverhaltens außerhalb des prüfbaren Bereichs
Das Frequenzverhalten viskoelastischer Polymerwerkstoffe ist von wesentlicher Bedeutung und wurde von Williams, Landel und Ferry intensiv untersucht. Die Zeit-Temperatur-Überlagerung ermöglicht die Erweiterung der experimentell zugänglichen Frequenzen von etwa 4 Dekaden bis zu etwa 20 Dekaden. Einzelne isotherme DMA-Kurven, die bei verschiedenen Frequenzen gemessen wurden, werden in Richtung einer ausgewählten Referenztemperatur verschoben, um eine so genannte Masterkurve zu erstellen. Dies ermöglicht die Beschreibung des gesamten Relaxationsverhaltens von Polymeren.
In diesem Webinar zeigen wir, wie die dynamisch-mechanische Analyse verwendet werden kann, um die Materialleistung bei Frequenzen außerhalb des Bereichs vorherzusagen, der mit einem dynamisch-mechanischen Analysator gemessen werden kann.
Das viskoelastische Verhalten ist frequenz- und temperaturabhängig, und es besteht eine allgemeine Äquivalenz zwischen frequenz- und temperaturabhängigem Verhalten bei Übergangsprozessen. Diese Äquivalenz wird als TTS bezeichnet und bildet die theoretische Grundlage der Masterkurventechnik, die eine Vorhersage des Relaxationsverhaltens von Polymeren außerhalb des prüfbaren Bereichs ermöglicht, wodurch:
- Hohe Frequenzen gleichbedeutend sind mit niedrigen Temperaturen. Die Probe befindet sich im glasartigen Zustand und hat daher einen hohen Modul.
- Niedrige Frequenzen gleichbedeutend sind mit hohen Temperaturen. Die Probe befindet sich im gummiartigen Zustand und hat einen entsprechend niedrigen Modul.
Konstruktion der Masterkurve
Mit der Masterkurventechnik lassen sich die etwa vier Dekaden der experimentell zugänglichen Frequenzen auf etwa 20 erweitern. Einzelne isotherme Sweeps werden mit einem Mausklick in Richtung einer ausgewählten Referenztemperatur verschoben. Zur Beschreibung dieses Verschiebungsverhaltens sind verschiedene Modelle entwickelt worden. Die computergestützte Kombination dieser Sweeps ergibt eine Masterkurve.
Das TTS-Webinar
In dem Webinar wird METTLER TOLEDO das Williams-Landel-Ferry (WLF)-Modell, das für die Konstruktion von Masterkurven verwendet wird, sowie die grundlegende Zeit- und Temperaturäquivalenz, die Frequenzabhängigkeit und die Erstellung von Masterkurven-Verschiebungsdiagrammen anhand repräsentativer Anwendungen erläutern.
