DMA چیست؟
تحلیل مکانیکی دینامیکی یک روش تحلیلی است که در آن مدول ذخیره، مدول تلفات و ضریب تلفات (tan δ) در برابر دما یا فرکانس با اعمال یک کرنش نوسانی به نمونه اندازه گیری می شود.
هدف DMA
هدف تعیین دمای انتقال شیشه، رفتار میرایی و تغییر سفتی با دما است.
DMA بر چه محصولاتی اعمال می‌شود؟
- مهندسی پلاستیک و کامپوزیت
- عناصر میرایی الاستومری
- فیلم های چسب و پوشش
- ارزیابی درمان گرماسخت
DMA در چه صنایعی کاربرد دارد؟
استانداردهای مرتبط با DMA
- ISO 6721 serisi
- ASTM D4065
- ASTM D5023
- ASTM D5418
شرایط DMA
- حالت نصب
- شیب سه نقطه، دو درج، کشیدن، لغزش یا فشار دادن
- اسکن دما
- با سرعت مشخص؛ معمولاً 2-3 درجه سانتیگراد در دقیقه
- فرکانس
- اسکن تک فرکانس یا چند فرکانس؛ باید بیان شود
- دامنه کرنش
- انتخاب می شود تا در ناحیه ویسکوالاستیک خطی باقی بماند.
تجهیزات DMA
- آنالایزر مکانیکی دینامیک
- کوره کنترل دما و خنک کننده
- وسایل حالت بارگیری
- نیمکت آماده سازی نمونه
الزامات نمونه برای DMA
- هندسه نمونه باید برای حالت بارگذاری مناسب باشد
- دامنه کرنش باید در ناحیه خطی باشد
- کشش گیره نمونه باید قابل تکرار باشد
- شرایط تهویه باید مستند باشد
مدت DMA
به طور معمول 3-5 روز.
روش اجرای DMA
- 1حالت بارگذاری و هندسه نمونه انتخاب شده است.
- 2نمونه بر روی فیکسچر نصب می شود.
- 3دامنه کرنش برای ناحیه خطی تأیید می شود.
- 4اسکن دما و/یا فرکانس اعمال می شود.
- 5مدول ذخیره سازی، مدول تلفات و tan δ ثبت می شوند.
- 6انتقال شیشه ای و میرایی ارزیابی می شود.
معیارهای پذیرش DMA
معیارهای پذیرش ماژول یا محدودیت دمای انتقال شیشه ای است که در مشخصات تعریف شده است.
ارزیابی نتایج
دمای انتقال شیشه ای بسته به اینکه از کدام منحنی در DMA خوانده می شود متفاوت است (شروع مدول ذخیره سازی، اوج مدول از دست دادن یا اوج tan δ). روش خواندن باید مشخص شود. مقادیر انتقال شیشه ای که از DSC و DMA خوانده می شوند دقیقاً یکسان نیستند.
گزارش DMA
- حالت استاندارد و بارگذاری اعمال شده است
- برنامه دما و فرکانس
- دامنه کرنش
- منحنی های مدول و tan δ
- روش و ارزش خواندن انتقال شیشه ای
اعتباربخشی
EUROLAB دارای اعتبار شناخته شده بین المللی است که از نهادهای اعتباربخشی طرف قراردادهای شناسایی چندجانبه IAF و ILAC، تحت ISO/IEC 17025 برای تست های آزمایشگاهی، ISO/IEC 17020 برای بازرسی و نظارت، و ISO/IEC 17021-1 و سیستم گواهی محصول ISO/IEC. این زنجیره تضمین می کند که گزارش ها و گواهی های صادر شده در سراسر جهان پذیرفته می شوند.
اینکه آیا این آزمون می تواند در محدوده معتبر ارائه شود به محصول شما و استاندارد اعمال شده بستگی دارد. از آنجایی که اعتبارسنجی مبتنی بر روش است، دامنه به صورت کتبی در مرحله نقل قول تأیید می شود.
محدوده و مجوزهامقررات مرتبط
- مشخصات مواد و پخت
آزمون پلاستیک — این حوزه آزمون چه چیزی را پوشش می‌دهد؟
بخش زیر حوزه‌ای را توصیف می‌کند که آزمون DMA به آن تعلق دارد؛ شرایط و معیارهای پذیرش این آزمون خاص در بخش‌های بالا آمده است. دامنه ویژه محصول شما در مرحله پیشنهاد قیمت به‌صورت مکتوب مشخص می‌شود.
آزمون‌های پلاستیک رفتار مکانیکی، حرارتی و احتراقی یک ماده پلیمری را تعیین می‌کنند. برخلاف فلزات، پلاستیک‌ها ویسکوالاستیک هستند: رفتار آن‌ها به سرعت بارگذاری، دما و رطوبت بستگی دارد. از این رو، ماده یکسان در شرایط مختلف نتایج متفاوتی می‌دهد و شرایط آزمون بخش جدایی‌ناپذیر نتیجه است.
پیامد عملی ویسکوالاستیسیته این است: یک قطعه پلاستیکی تحت بار ثابت با گذشت زمان همچنان تغییر شکل می‌دهد (خزش) و تنشی که در تغییرشکل ثابت تحمل می‌کند با گذشت زمان کاهش می‌یابد (تخفیف تنش). یک اتصال پیچی شل می‌شود، یک بست نیروی گیره‌ای خود را از دست می‌دهد، یک قفسه با گذشت زمان خم می‌شود. یک آزمون کشش کوتاه‌مدت این رفتار را نشان نمی‌دهد؛ آزمون بلندمدت یا مدل شتاب‌یافته لازم است.
رفتار حرارتی محور اصلی دوم است. نرخ جریان مذاب نشان‌دهنده قابلیت فرآوری ماده و یکنواختی بین بچ‌ها است؛ دمای انحراف حرارتی و نقطه نرم‌شدن ویکات حد تقریبی دمای کارکرد را نشان می‌دهند. تحلیل حرارتی (DSC، TGA، DMA) هویت ماده را آشکار می‌کند: دمای انتقال شیشه‌ای، رفتار ذوب، بلورینگی، میزان پرکننده و دمای تجزیه.
رفتار احتراق سومین محور است و مستقیماً به استانداردهای محصول مرتبط می‌شود. کلاس UL 94 و شاخص اکسیژن حدی در برگه اطلاعات ماده ثبت می‌شود؛ برای بدنه یک دستگاه الکتریکی کلاس خاصی لازم است، در حالی که برای یک محصول ساختمانی سیستم طبقه‌بندی دیگری اعمال می‌شود.
پیرسازی پرحذف‌ترین بخش این حوزه است. پلاستیک‌ها تحت تأثیر اشعه فرابنفش، گرما، رطوبت و اکسیژن تخریب می‌شوند: رنگ تغییر می‌کند، سطح ترک می‌خورد، مقاومت ضربه کاهش می‌یابد. برای قطعه‌ای که قرار است در فضای باز استفاده شود، آنچه اهمیت دارد مقادیر روز اول نیست بلکه مقادیر پس از پیرسازی است. تجهیزات قوس زنون و فرابنفش فلورسنت این تخریب را تسریع کرده و امکان مقایسه را فراهم می‌کنند.
خروجی این حوزه معمولاً در برگه اطلاعات ماده ثبت می‌شود و استانداردهای محصول به آن برگه ارجاع می‌دهند. اما ممکن است بین مقدار برگه اطلاعات و رفتار قطعه واقعی تفاوت وجود داشته باشد: جهت‌گیری ایجادشده حین قالب‌گیری، خطوط جوش و تنش‌های داخلی باعث می‌شود قطعه متفاوت از نمونه رفتار کند.
استفاده از محتوای بازیافتی پرسش تازه‌ای به این حوزه افزوده است. رزین بازیافتی از بچی به بچ دیگر تغییر می‌کند؛ خواص مکانیکی، رنگ و رفتار احتراق ممکن است بین بچ‌ها جابه‌جا شود. بنابراین برای تولیدکننده‌ای که از مواد بازیافتی استفاده می‌کند، کنترل مواد ورودی یک انتخاب نیست بلکه یک ضرورت است.
گروه‌های روش در این حوزه
مکانیکی
کشش، فشار، خمش، ضربه شارپی و ایزود، سختی (شور)، خزش و ترک‌خوردگی تنشی محیطی.
حرارتی
شاخص جریان مذاب (MFI)، دمای انحراف حرارتی (HDT)، دمای نرم‌شدن ویکات، انبساط حرارتی خطی.
تحلیل حرارتی
دماهای انتقال و بلورینگی با DSC، ترکیب و تجزیه با TGA، رفتار مکانیکی دینامیکی با DMA.
احتراق
طبقه‌بندی UL 94، شاخص اکسیژن حدی (LOI)، آزمون‌های سیم داغ و شعله سوزنی.
پیری
پیرسازی شتاب‌یافته با قوس زنون و فرابنفش فلورسنت، پیرسازی با هوای گرم، رطوبت و چگالش.
فیزیکی
چگالی، جذب آب، محتوای خاکستر، نفوذپذیری گاز و بخار آب در فیلم و ورق.
موارد رایج اشتباه‌گرفته‌شده در این حوزه
- نتیجه آزمون پلاستیک بدون ذکر سرعت و دمای آزمون قابل تفسیر نیست؛ رفتار ویسکوالاستیک به این پارامترها بستگی دارد.
- نتیجه نمونه به‌طور مستقیم به قطعه واقعی منتقل نمی‌شود؛ جهت‌گیری قالب‌گیری و خطوط جوش تعیین‌کننده هستند.
- مقادیر HDT و ویکات دمای کارکرد نیستند؛ صرفاً نشانه‌ای تقریبی از حد بالا هستند و تحت بار اعمال نمی‌شوند.
- کلاس UL 94 به ضخامت بستگی دارد؛ ضخامت دیواره متفاوت نیازمند بازتأیید است.
- برای پلیمرهای جاذب رطوبت (مانند پلی‌آمید)، اگر شرطی‌سازی انجام نشود نتایج گمراه‌کننده خواهند بود.
- نتایج ASTM D638 و ISO 527 مستقیماً معادل نیستند. هندسه نمونه و تعاریف نرخ متفاوت است.
این نتایج از کدام تصمیم پشتیبانی می‌کنند
- انتخاب ماده و تأیید تأمین‌کننده
- برآورده‌کردن الزامات قابلیت اشتعال و حرارتی استاندارد محصول
- تأیید استفاده از محتوای بازیافتی و کنترل بچ
- کنترل فرآیند قالب‌گیری و یکنواختی بچ
- اثبات مقاومت در برابر پیرسازی برای استفاده در فضای باز
تست های مرتبط
پرسش‌های متداول درباره DMA
DMA بر اساس کدام استاندارد ساخته شده است؟
DMA در محدوده ISO 6721 serisi, ASTM D4065, ASTM D5023 و ASTM D5418 اجرا می شود. مقادیر حدی و معیارهای پذیرشی که باید اعمال شوند در استاندارد محصول تعریف شده است. نسخه معتبر برای محصول شما در مرحله پیشنهاد به صورت کتبی تایید می شود.
DMA برای کدام محصولات کاربرد دارد؟
عمدتاً برای مهندسی پلاستیک و کامپوزیت, عناصر میرایی الاستومری, فیلم های چسب و پوشش و ارزیابی درمان گرماسخت اعمال می شود. اینکه آیا محصول شما در محدوده گنجانده شده است یا خیر، با بررسی مشخصات فنی و کاربرد مورد نظر آن مشخص می شود.
تحت چه شرایطی DMA انجام می شود؟
پارامترهای تعیین کننده عبارتند از: حالت نصب — شیب سه نقطه، دو درج، کشیدن، لغزش یا فشار دادن, اسکن دما — با سرعت مشخص؛ معمولاً 2-3 درجه سانتیگراد در دقیقه و فرکانس — اسکن تک فرکانس یا چند فرکانس؛ باید بیان شود. شرایط کامل در بخش "شرایط تست" در صفحه موجود است و بسته به استاندارد محصول متفاوت است.
چه نوع نمونه ای برای DMA مورد نیاز است؟
هندسه نمونه باید برای حالت بارگذاری مناسب باشد, دامنه کرنش باید در ناحیه خطی باشد و کشش گیره نمونه باید قابل تکرار باشد. تعداد نمونه ها با توجه به استاندارد محصول و محدوده ای که باید گزارش شود تعیین می شود.
مدت زمان DMA چقدر است؟
به طور معمول 3-5 روز. این مدت به خود آزمایش تعلق دارد. آماده سازی نمونه، صف بندی و گزارش نیز ارزیابی می شود. یک برنامه زمانی واقعی برای محصول شما در پیشنهاد ارائه شده است.
نتیجه DMA به نام "مناسب" چیست؟
معیارهای پذیرش ماژول یا محدودیت دمای انتقال شیشه ای است که در مشخصات تعریف شده است.