التحليل الحراري الميكانيكي الديناميكي (DMTA)

مقدمة:

 تحليل DMTA هو واحد من التقنيات الحرارية المستخدمة لتحديد المواد، خاصة البوليمرات. يمكن تعريف DMTA ببساطة على أنه تطبيق قوة متذبذبة على عينة وتحليل استجابة المادة لتلك القوة. في هذه التقنية، يتم وضع العينة في الجهاز، ويتم إدخال نطاق تردد وشدة ودرجة حرارة مناسبة كبيانات. ثم، يطبق الجهاز إجهادًا على العينة ضمن نطاق درجة حرارة محدد، ويتم قياس الاستجابة الميكانيكية للمادة في بحث درجة حرارية مسيطر عليها. يحدد DMTA مناطق التحول في البلاستيك، مثل درجة انتقال الزجاج، ويستخدم لضبط الجودة وتطوير المنتج. هذه التقنية أكثر حساسية بكثير مقارنة بالأساليب الأخرى ويمكن أن تكشف عن مناطق تحول صغيرة قد لا يمكن اكتشافها باستخدام    DSC .

يسمح اختبار DMTA أيضًا بالكشف عن التأثيرات الحرارية الناتجة عن تغيرات في معامل فقدان المادة. باستخدام هذه الطريقة، يمكن حساب خصائص مثل قابلية التدفق (اللزوجة) ومعامل الصلابة ، الخ...

تقنية التحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA) هو أداة تحليلية مهمة تستخدم لفهم الخصائص الميكانيكية والحرارية للمواد، خاصة البوليمرات. توفر هذه التقنية معلومات حول كيفية استجابة المواد للتغيرات في درجة الحرارة والتردد، مما يجعلها ضرورية في مجالات مثل تطوير المواد، صناعة البلاستيك، والبحوث المتعلقة بالبوليمرات.

مبدأ العمل

تقنية DMA تعتمد على قياس الاستجابة الميكانيكية للعينة عند تطبيق إجهاد متغير مع الزمن. تشمل الخطوات التالية:

• تحضير العينة: تُجهز العينة في شكل مناسب (مثل قضيب أو قرص).

• تطبيق الإجهاد: يتم تطبيق إجهاد ميكانيكي (مثل ضغط أو شد) على العينة بينما يتم تسخينها أو تغيير درجة حرارتها.

• قياس الاستجابة: تُقاس الاستجابة الميكانيكية للعينة (مثل الشد أو الانضغاط) مع تغير درجة الحرارة أو التردد.

أنماط التحليل:

التحليل الديناميكي: يتضمن تطبيق إجهاد متغير على العينة وقياس استجابتها.

التحليل الساكن: يقيس خصائص المواد عند درجات حرارة ثابتة.

فوائد القياس

1. قياس الإستجابة الميكانيكية

2. معلومات عن الخصائص الميكانيكية

3. تقييم الخصائص الميكانيكية

4. منحنى الإستجابة الميكانيكية

تفسير النتائج

الخصائص المستخلصة:

1. معامل التخزين (E'): يعكس القدرة على تخزين الطاقة المرنة.

2. معامل الفقد (E''): يعكس الطاقة المفقودة كحرارة، مما يدل على اللزوجة.

3. الزمن الزاوي (tan δ): النسبة بين معامل الفقد ومعامل التخزين، وهو مؤشر على سلوك المادة عند درجات حرارة مختلفة.

4. التحليل الزمني الحراري:

• المنحنيات: تُظهر كيف تتغير الخصائص الميكانيكية مع درجة الحرارة أو التردد.

• النقاط الحرارية: تساعد في تحديد درجات الحرارة التي تحدث عندها التحولات الطورية (مثل الانتقال الزجاجي أو الانصهار).

من المهم أن يكون المحلل على دراية بكيفية تفسير النتائج والتعامل مع أي تباينات أو انحرافات قد تظهر، يمكن الحصول على معلومات أخرى قيِّمة تؤدي إلى تقدم في مجالات البحث والتطوير من خلال التواصل مع خبراء مركز فوتون.