دمای وارفتگی گرمایی در مقابل تحلیل مکانیکی دینامیکی (بخش دوم)

بسپار/ ایران پلیمر تجزیه و تحلیل مکانیکی دینامیکی (DMA) تصویر غنی و دقیق از عملکرد بسپار فراهم می­کند و می‌تواند درک همه چیزهایی را که ما می‌توانیم و باید در مورد مواد بدانیم به چالش بکشد. واقعیت این است که ممکن است سخت باشد، اما به این معنا نیست که نباید تلاش کرد.

با این­که فقدان اطلاعات جزئی در مورد عملکرد در دمای زیاد فراهم شده با آزمون دمای وارفتگی گرمایی (HDT) در بخش اول این مقاله نشان داده شد، ممکن است تعجب کنید که چرا این کار را ادامه می‌دهیم و نتایج را منتشر می‌کنیم. در همایش NPE2018  سخنرانی کوتاهی با عنوان “هرگز از مقادیر HDT دوباره استفاده نکنید” ارایه شد. اما شاید عنوان بهتر این بود که هرگز آزمون‌های HDT را دوباره انجام ندهید. ما به روش خاصی از انجام کارها عادت داریم، تا زمانی­که کسی آزمونی ابداع کند، مردم هم­چنان از آن‌ها استفاده خواهند کرد. اما تا چه حد؟

معمولا سوال در مورد استفاده از HDT و مقایسه HDT با DMA مطرح می­شود. برخی از پاسخ‌ها عجیب هستند. مثلا HDT  را ترجیح دهید، زیرا روش منتشر شده برای آن وجود دارد. گذشته از این واقعیت که روش‌های متعددی برایDMA  منتشر شده است، ممکن است مفید باشد نگاهی کوتاه به تاریخ روش‌های HDT بیاندازیم.

استاندارد ASTM D 648 برای اولین بار در سال 1941 منتشر شد. به‌طور کلی، هر چه شماره استاندارد کمتر باشد، تاریخ اولیه انتشار آن قدیمی­تر است. اکثر آزمون‌ها معمولا برای شناسایی عملکرد مکانیکی پلاستیک‌ها در این گروه قرار می­گیرند، از جمله آزمون کششی، آزمون خمشی و آزمون ضربه Izod شکاف­دار. برخلاف آزمون HDT، این آزمایش‌های دیگر برای مواد فلزی تدوین شده بود و به‌سادگی برای استفاده در پلاستیک­ها تطبیق داده شد.

درست است که روش‌ها به‌صورت دوره‌ای بررسی و به‌روز می‌شوند؛ با این‌حال، چارچوب کلی برای انجام آزمونHDT  از زمان آغاز آن، تقریبا 80 سال پیش، تغییر نکرده است. استاندارد ISO 75 نسخه بین‌المللی D 648 است. این استاندارد شامل آماده­سازی انواع مختلف پیکربندی­های نمونه است و مقدار تنش سومی را گذاشته است که به‌طور قابل‌توجهی بیش از دو مقدار مورد استفاده در استاندارد ASTM است. اما دو روش اساسا یک هدف مشابه دارند: شناسایی دمایی که در آن مدول یک ماده تا مقدار خاصی کاهش می‌یابد.

اولین تجزیه و تحلیل مکانیکی دینامیکی به‌عنوان یک ابزار نسبتا کاربردوست برای مشخص کردن ویژگی‌های مواد در دهه 1960 ظاهر شد، هرچند ایده استفاده از آزمایش‌هایی که مواد را برای گرفتن خواص آن در معرض نوسان قرار می‌دهند، به سال 1909 برمی‌گردد، تصادفا سالی است کهLeo Baekeland  فنول را اختراع کرد. DMA یک روش بسیار متنوع است و می‌تواند روی مایعات و مذاب­ها و هم­چنین جامدات انجام شود. تا دهه 1980، ابزارهایی که به‌راحتی می‌توانستند روی مواد جامد حتی با سفتی بسیار زیاد آزمایش انجام دهند، در حال استفاده بودند. روش‌های اولیه ASTM برای DMA در این دوره زمانی توسعه یافت و امروزه انواع بسیاری وجود دارد.

وقتی آزمون‌های DMA در اواخر دهه 1980 آغاز شد، افرادی که بیشتر علاقه‌مند بودند، آن­هایی بودند که با گرماسخت­ها سروکار داشتند. تولیدکنندگان گرماسخت­ها مدت­ها از آزمون HDT ناامید شده‌اند، زیرا بسیاری از مواد آن‌ها، که مزایای عملی قابل توجهی نسبت به گرمانرم‌ها با کارایی عالی در دماهای زیاد دارند، اغلب دمایHDT  کمتری نشان می‌دهند. منحنی­های DMA تصویر دقیق‌تری ارایه می­دهند. اما هنوز هم امروزه، سوالاتی وجود دارد که نشان‌دهنده عدم آگاهی صنعت در مورد چنین آزمون­هایی است.

برگردان: دکتر فاطمه خودکار

[email protected]

(ادامه دارد…)

متن کامل این مقاله را که در شماره   201 ماهنامه بسپار در نیمه تیرماه منتشر شده است، بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید.