日本UBM动态粘弹性测定技术

日本UBM动态粘弹性测定技术

概述

与在上一节（2.蠕变和应力松弛）中施加恒定应力或恒定应变的静态测量（图1）相反，动态粘弹性测量是一个正弦波，其中应力施加到聚合物物体和物体上。对应于它的应变是正弦的。
图2示出了动态粘弹性测量的状态。存在应力和应变相位（正弦波），并且可以从两者的波形峰值与时间轴上的相位差（应变延迟）之间的关系来测量对象的粘性和弹性元素。
另一方面，在静态测量中，可以获得延迟时间和松弛时间等粘度与弹性模量的比率，而无法获得各个值。这是静态和动态测量之间的主要区别。通过改变给予物体的正弦波的频率和温度，物体响应依赖于它们的趋势就表现为弹性模量的连续变化。依赖趋势的差异与对象的内部结构密切相关，并且可以从测量数据中阐明基于对象的分子结构的材料特性。

测量原理（当样品为薄膜形式时）

1. 通过施加载荷使样品的两端保持绷紧状态，以免松动。
2. 在这种状态下，当驱动通过轴连接到样品的激励器时，动态应力就会施加到样品上。
3. 通过驱动激励器将动态应力作为刺激施加到样品上，并且作为响应，在样品中产生动态应变。
4. 当动态应力和动态应变转换成来自每个检测器并输出的电信号时，两个波形（相位）在时间轴上对齐。（图2）
5. 波形的应力峰值与应变峰值之比称为动态复弹性模量E *（Pa）。
6. 如图4所示，动态复弹性模量E *对应于向量直角三角形的斜边，并且将相邻侧和相对侧分别称为存储弹性模量E'和损耗弹性模量E'。
7. 斜边与相邻边之间的窄角δ是应力波形与应变波形之间的相位差。

 物质状态和相差

从图4中的关系可以看出，相位差δ出现在0到1 /4π（90°）的范围内，当接近0°时E''极小，而E'为当接近90°时，弹性模量极小，弹性模量E'是物质受到外力进入物质时所产生的能量的组成部分，损耗弹性模量是物质从物质中逸出的部分。 E'越大，物质越牢固，反之，E'越大，液体越多，但是，由于上述张力不能测量液体，因此选择剪切方式进行测量。剪切，选择三种类型，剪切模量G * G'G“对应于拉伸模量E * E'E”表示固体是弹性体，液体是粘性体，并且其E'和“ E”相对彼此是粘弹性的。E” / E'=tanδ取决于损耗弹性模量E”，称为损耗角正切。

薄膜和固体的动态粘弹性测量 Rheogel-E系列 ・固体，粘弹性体和玻璃化转变 ・能量弹性和橡胶弹性 ・结晶和无定形聚合物

液体或果冻状的动态粘弹性测量 Rheosol-G系列 ・溶胶-凝胶转变 ・从熔融到热固性反应 ・屈服值和粘度曲线

粘度测量高达高剪切速率 Rheosol-CR100 ・z高100万/秒 ・检测粘度高达10mPa.s

Rheosurf希望详细观察液体的动态表面张力 ・挥舞以消除紧张感 ・层长与延伸粘度有关

薄膜和胶带的粘合强度测量TA-500 ・表面和涂层处理的管理 ・粘合强度和可纺性 ・粘合强度的温度依赖性

 这是测量 动态粘弹性的一个例子。
 

• 复合材料 
  关于影响材料的机械性能的因素，这些材料具有优异的轻量，高强度以及相对于温度的电绝缘性。
• 硅橡胶
  关于动态模量与温度之间的关系，它表现出硅橡胶的温度稳定性和可模塑性，这是合成橡胶无法模仿的。
• 
  如从粘弹性数据所见，关于 非晶态聚合物固体塑料*的玻璃化转变以及非晶态聚合物相对于温度的状态变化。
• 
  塑料的 聚合物熔体成型，利用液体的特性通过施加外力使其流动。由于粘度和弹性之间的相互作用，与聚合物的流动性和液体弹性融化有关的因素。
• 结晶聚合物
  具有高密度分子结构的结晶聚合物的温度与粘弹性之间的关系，其中聚合物的长分子链规则地重叠。
• 胶粘剂固化产品
  关于物体固化过程中收缩应力对胶粘剂界面的影响
• 橡胶的交联密度交联
  是网络结构背后的驱动力。它们的存在和数量决定了橡胶的弹性。如何找到它。
• 热固性树脂
  关于在熔融和固化过程中共存的成型条件和温度之间的关系
• 墨粉
  熔融过程中的动态粘度曲线和评价指标。
• 胶粘剂
  关于弹性和粘合性与粘合强度之间的关系。
• 
  本部分描述了涂膜的粘弹性行为，当 涂膜温度升高到室温以上时，粘弹性会变软。
• 交联橡胶
  1. 动态模量的类型和含义
  2. 从固体弹性到橡胶弹性的变化及其差异
  3. 导致样品之间弹性模量变化差异的因素